深化詳解廢氣處理中關(guān)于光氧催化技術(shù)的基本原
深化詳解廢氣處理中關(guān)于光氧催化技術(shù)的基本原理
現(xiàn)在,光催化氧化技術(shù)***要是使用光敏催化劑激起的電子-空穴對(duì),在必定的光照下與吸附在催化劑上的溶解氧和水分子發(fā)生反應(yīng),生成強(qiáng)氧化性基團(tuán)如·OH和O2-,***終經(jīng)過(guò)增加、置換和電子搬運(yùn)污染物溶液中的羥基來(lái)完成VOCs的復(fù)原。換言之,光催化氧化所需的***要能量是光能。TiO2具有化學(xué)穩(wěn)定性高、催化活性***、價(jià)格低廉等長(zhǎng)處,是***常用的光催化劑之一。晶體結(jié)構(gòu)有兩種:銳鈦礦型和金紅石型。金紅石型比較穩(wěn)定,即便在高溫下,也很難分化和轉(zhuǎn)化。金紅石型TiO2的禁帶寬度為3.0ev,而銳鈦礦型TiO2的禁帶寬度為3.2eV,即引發(fā)銳鈦礦型TiO2光催化反應(yīng)所需的光能***于3.2eV,金紅石型TiO2的禁帶寬度僅***于3.0ev。關(guān)于銳鈦礦型TiO2,紫外光的激起波長(zhǎng)應(yīng)小于387.5nm。
望文生義,光催化氧化技術(shù),它有必要有“光”和“催化劑”一同作業(yè)。關(guān)于光,有兩個(gè)參數(shù):波長(zhǎng)和強(qiáng)度。TiO2催化劑只要在必定波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收光,才能戰(zhàn)勝帶隙能,在其外表發(fā)生電子空穴。成果表明,在185~254nm范圍內(nèi),短波紫外光更有利于生成更多的·Oh,然后加快了光催化活性的進(jìn)步。光強(qiáng)度代表單位時(shí)刻和單位截面的光能,它直接決議了紫外光供給的總能量是否足以使周圍的一切TiO2參加反應(yīng)。因而,在光催化過(guò)程中,有必要確保反應(yīng)器內(nèi)光的均勻分布和必定強(qiáng)度的紫外光。
催化劑的活性組分***要為TiO2。粒徑越小,***別是在納米級(jí),比外表和反應(yīng)外表越***,單電子空穴復(fù)合速率越小,光催化活性越高;假如在TiO2中摻雜金屬或非金屬顆粒,因?yàn)殇J鈦礦型具有較強(qiáng)的氧吸附能力,金紅石型具有較高的光使用率,且兩種類型的混合晶體的光催化功能均***于單晶材料。影響光催化活性的其他要素包含孔隙率、均勻孔徑、外表電荷、煅燒溫度和純度。水蒸氣也是光催化反應(yīng)的重要要素。因?yàn)樗肿庸┙o的羥基能捕獲空穴,從而發(fā)生自由基·Oh,反應(yīng)中適量的水蒸氣有利于反應(yīng),但假如水蒸氣過(guò)多,就會(huì)在TiO2外表發(fā)生競(jìng)賽吸附,不利于光催化。此外,反應(yīng)器中的初始濃度和停留時(shí)刻也直接影響光催化氧化技術(shù)的去除作用。依據(jù)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的成果,在***化的條件下,濃度為10mg/m3的甲醛去除率需30min能力到達(dá)70%。