光催化废气处理技术

光催化废气处理技术

1972年，日本Fujishima发现了光催化现象。1999年由于纳米技术得到了突破性进展，光催化终于正式登上了国际研究舞台。目前光催化已经成为发达国家老幼皆知的环保代名词。经过多年的赶超和积累，超细粉末国家工程研究中心的光催化产品的技术与应用等已相当成熟。

光催化在我国最早应用于海水制氢，主要是为了与国家的燃料动力电池汽车配套，为国家的能源战略做技术储备。

光催化是利用TiO2作为催化剂的光催化过程，反应条件温和，光解迅速，产物为CO2和H2O 或其它，而且适用范围广，包括烃、醇、醛、酮、氨等有机物，都能通过TiO2光催化清除。其机理主要是光催化剂二氧化钛吸收光子，与表面的水反应产生羟基自由基(•OH)和活性氧物质（•O，H2O2），其中羟基自由基(•OH)是光催化反应的一种主要的活性物质，对光催化氧化起决定作用。羟基自由基具有120kJ/mol的反应能，高于有机物中的各类化学键能，如：C-C(83kJ/mol)，C-H(99 kJ/mol)，C-N(73kJ/mol)，C-O (84kJ/mol)，H-O (111kJ/mol)，N-H(93 kJ/mol)，因而能迅速有效地分解挥发性有机物和构成细菌的有机物，再加上其它活性氧物质(•O，H2O2)的协同作用，其杀菌效果更为迅速。

活性羟基，超氧离子和双氧水都可与生物大分子如脂类，蛋白质，酶类以及核酸大分子反应，直接损害或通过一系列氧化链式反应对生物细胞结构引起广泛的损害性破坏，使细菌蛋白质变异和脂类分解，破坏病毒颗粒的RNA，达到杀灭细菌的目的，同时TiO2的光催化剂还可降解细菌释放出的有毒复合物，攻击细菌的外层细胞，穿透细胞膜，破坏细菌的内部结构，从而彻底的杀灭细菌。克服了传统的杀菌方法用杀菌剂银、铜等杀菌产生热和有毒组分的缺陷。同时TiO2的光催化剂还可降解细菌释放出的有毒复合物，攻击细菌的外层细胞，穿透细胞膜，破坏细菌的内部结构，从而彻底的杀灭细菌，实现彻底的空气净化。

光催化氧化的特点:

(1)光催化氧化适合在常温下将废臭气体完全氧化成无毒无害的物质，适合处理高浓度、气量大、稳定性强的有毒有害气体的废气处理。

（2）有效净化彻底：

通过光催化氧化可直接将空气中的废臭气体完全氧化成无毒无害的物质，不留任何二次污染，

（3）绿色能源：

光催化氧化利用人工紫外线灯管产生的真空波紫外光作为能源来活化光催化剂，驱动氧化—还原反应，而且光催化剂在反应过程中并不消耗，利用空气中的氧作为氧化剂，有效地降解有毒有害废臭气体成为光催化节约能源的最大特点。

（4）氧化性强：

半导体光催化具有氧化性强的特点，对臭氧难以氧化的某些有机物如三氯甲烷、四氯化炭、六氯苯、都能有效地加以分解，所以对难以降解的有机物具有特别意义，光催化的有效氧化剂是羟基自由基（OH-）和超氧离子自由基（O2-、0-），其氧化性高于常见的臭氧、双氧水、高锰酸钾、次氯酸等。

（5）广谱性：

光催化氧化对从烃到羧酸的种类众多有机物都有效，即使对原子有机物如卤代烃、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂也有很好的去除效果，只要经过一定时间的反应可达到完全净化。（6）寿命长：在理论上，光催化剂的寿命是无限长的，无需更换.