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納米光催化技術在大氣汙染控制中的應用

納米光催化技術在大氣汙染控制中的應用

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如今,環境汙染問題已經成為壹個全球性的問題。加強環境保護,促進環境與經濟的協調發展是世界經濟發展的主要手段。大氣汙染作為壹種環境汙染,應該加強治理,以緩解溫室效應給社會發展帶來的問題,這有利於和諧社會的構建。基於此,本文主要分析納米光催化技術,並研究其在大氣汙染治理中的應用,以供參考。

關鍵詞:納米光催化技術;空氣汙染;治理應用程序

納米光催化技術在大氣汙染中的應用可以提高大氣汙染治理水平。納米光催化技術因其良好的感光效果、易達到其反應條件、效率高、對環境和人體無害而成為當前社會最先進的空氣凈化技術。分析和研究納米光催化技術,充分了解其在大氣汙染治理中的應用,將有助於解決我國嚴重的霧霾問題,優化人們的生活環境,促進經濟快速發展。

壹、納米光催化技術的理論

太陽能作為“取之不盡,用之不竭”的清潔能源之壹,在能源短缺和環境汙染日益嚴重的今天,太陽能的有效利用顯得尤為重要。光催化汙染物降解技術不僅可以充分利用太陽能,還可以解決大氣汙染物的處理問題。納米光催化技術作為壹種新的大氣汙染控制方法,在大氣汙染控制中具有巨大的應用潛力。與傳統的物理吸附法(活性炭)相比,利用納米光催化技術凈化空氣具有以下優點:(1)催化降解可在常溫常壓下進行;操作簡單;在太陽光的激發下,可以有效去除大氣中的氮氧化合物、VOCs等汙染物,不會造成二次汙染。

光催化技術的理論主要基於“伏-紀島-本田”效應。20世紀70年代末,Frank和Bard研究了水中氰化物在TiO2表面的光解,Carey研究了多氯聯苯在TiO2紫外光照射下的降解,極大地促進了光催化技術在環境汙染控制中的研究。半導體材料催化氧化的機理是:當半導體催化劑受到能量大於禁帶寬度的光照射時,價帶(va-band,VB)中的電子被激發,跳過禁帶進入導電帶(CB),價帶中產生電子()對應的空穴(),即產生自由電子-空穴對,在電場的作用下,活性電子和空穴可以從半導體中分離出來。同時,還有電子和空穴的復合。價帶空穴()將吸附的H2O氧化為羥基自由基(),導帶電子()將空氣中的O2還原為超氧自由基()。這兩種自由基()是降解汙染物的關鍵活性基團。反應原理如下:

二、納米光催化技術的實際應用

納米光催化技術廣泛應用於大氣汙染控制。二氧化鈦作為壹種應用效果良好的光催化劑,具有良好的耐酸堿性、耐光腐蝕性、良好的化學穩定性、來源豐富、能量大、光生電子和空穴潛力大。然而,在納米光催化技術的實際應用中,容易受到催化劑和有機物濃度的影響。因此,在治理大氣汙染的過程中,相關人員應註意這些因素對光催化技術的影響。

(1)催化劑對納米光催化技術的影響。納米光催化技術的原理是利用催化劑凈化大氣。在反應過程中,催化劑的表面積和粒徑會影響納米光催化反應。例如,當催化劑的粒徑在減小時,溶液中單位質量的顆粒會增加,雖然光吸收效率會增加,但光吸收不容易飽和;催化劑體系表面積增大,意味著參與反應的催化劑面積增大,有利於催化反應,反之亦然。此外,催化劑的表面羥基和混晶效應是影響納米光催化反應的另壹個因素。

(2)光源和光強對空氣汙染的影響。納米光催化技術中常用的光源有黑光、高低壓汞燈、紫外燈、殺菌燈等。波長在200-400納米範圍內。壹般來說,納米光催化反應過程中,光強越強,催化反應速度越快,會逐漸趨於恒定,但光的量子效率會隨著光強的變化而變化。此外,不同的PH值,添加助催化劑和無機鹽等。,也會在壹定程度上影響納米光催化技術的反應。

第三,納米光催化空氣汙染控制技術與其他技術的結合

(1)室內汙染控制和通風技術。目前常見的室內環境凈化通風技術有主動式和被動式兩種。前者將室內環境凈化裝置與機械通風系統有機結合為壹體,後者采用空氣凈化過濾器結合自然通風系統。這兩項技術都涉及高效通風技術。前者主要針對外源汙染,可采用高效低阻過濾。後者主要針對內源性汙染,比較有效的途徑是各種室內凈化技術。目前主要的通風方式有混合通風、置換通風和個性化送風。混合通風和置換通風的目的是創造壹個室內空氣敏感的環境。空調設定溫度提高,室內人員的熱舒適性必然降低。個性化送風在實際使用中受到的限制較多,在實際工程中受到的限制較少。

(2)過濾技術。過濾技術主要包括納米纖維過濾技術、光催化纖維過濾技術和膜過濾技術。納米纖維過濾技術具有壹定梯度結構的復合過濾材料,可大大提高過濾性能,已用於室內空氣凈化、水凈化等領域,有望實現大規模工程應用;納米光催化技術是壹種治理大氣汙染物的新方法,在大氣汙染控制方面具有巨大的應用潛力。

四。結論

在治理大氣汙染的過程中,單獨使用納米光催化技術效果不是特別明顯。因此,在治理大氣汙染的過程中,相關人員應有效地將納米光催化技術與其他先進的空氣凈化技術相結合,以提高治理大氣汙染的效果,保障人們的健康。

參考資料:

[1]曹軍驥,黃宇。納米光催化技術在大氣汙染控制中的應用[J].科技導報,2016,17: 64-71。

[2]王少瑜。光催化技術在室內空氣凈化器中的應用研究[D].浙江大學,2013。

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