全站搜索
光触媒在空气净化中的应用
作者:管理员    发布于:2016-11-05 16:48:06    文字:【】【】【

  光触媒的主要反应机理是当纳米级二氧化钛超微粒子接受波长为388nm以下的紫外线照射时,其内部由于吸收光能而激发产生电子。空穴对,即光生载流子,然后迅速迁移到其表面并激活被吸附的氧和水分子,产生活性自由氢氧基(-H)和活性氧(°Ol),当污染物以及细菌吸附其表面时,就会发生1光触媒特点光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,是当前国际上治理室内环境污染的理想材料,它不消耗地球上的能源,是治理环境中痕量污染物的佳选择。

  链式降解反应。其反应式如下:相应的H2O2可以通过°OZ形成:-oh和r可以通过H202形成:光触媒在光的照射下,会产生类似光合作用的光催化反应,能产生氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧,具有很强的氧化还原功能,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质,可杀死细菌和分解有机污染物,把有机污染物分解成无污染的水(H2O)和二氧化碳(CO2),因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。光触媒的特性为利用空气中的氧分子及水分子将所接触的有机物转换为二氧化碳和水,自身不起变化,却可促进化学反应的物质,理氧化钛本身无毒无害,已广泛用于食品、医药、化妆品等各种领域上述反应在Ti2表面生成的。OH和2一具有很强的氧化能力,足以使有机污染物质以及细菌在OH和2一作用下分别被完全氧化至C2、H2.生成的氢氧根及活性氧能有效地去除室内主要污染物如烃类、苯、甲醛、硫化物、氨等并有除臭、杀菌的功能,能与那些有毒有害气体反应生成无害的物质;氢氧根与VOC反应,生成水、二氧化碳及其基自由基中的氢氧根可与氨气、氧化氮等气体发生化学反应,形成水、氮气等无害物:NH3+,H奥因光触媒一种水性乳液喷雾剂,固化后能紧固地粘贴在物体的表面,而具备光催化剂的功能,是当前较好的空气净化、抗菌防霉、抗污除臭、亲水自洁功能的理想产品之一。奥因企业是我国实现自主研发、规模生产、销售“奥因光触媒”系列产品的高科技企业。

  光触媒的应用范围极广,可广泛用于如下领域:人居环境的室、办公楼、会议室、酒店、网吧、电影院、旅馆、KTV等;交通系统的汽车、火车、地铁、飞机、轮船、电梯等交通工具;医疗系统的医院、卫生所、保健院、门诊部、急救中心、防疫站等;教育系统学校课室、集体宿舍、培训所、礼堂、饭堂、科学馆、图书馆等;工业应用作为原料结合各种工业产品的开发,如建筑材料(陶瓷、涂料、玻璃)、家用电器(空调、冰箱、电话机、洗衣机、照明用具、空气净化器)、纺织原料(棉布面料、纤维、光触媒口罩等)、工艺品等。光触媒几乎能把所有的有机污染物如甲醛、苯、甲苯等在低浓度下进行清除治理,同时能矿化部分的无机污染物如一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)等,具有高效的空气净化、除异味功能。对微生物均具有很强的抗菌作用,能有效杀灭大肠埃希氏菌、肺炎克雷伯氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌等(抗菌率达99.99以上)光触媒不含任何重金属元素,不存在任何化学毒性,在使用过程中对人体是完全安全可靠的。对净化环境痕量污染物2光触媒在空气净化器中的应用在空气净化器中一般光触媒的应用关键技术除了光触媒材料的特点外,还涉及光触媒净化系统的构件设计,光触媒处理技术等因素。具体的问题有以下几点。

  2.1光触媒处理技术主要是指光触媒在空气净化器的载体问题,即解决光触媒材料与各种材料的结合。采用不同的复合技术,光触媒产生的光催化效果都有明显的区别。

  涉及的内容有:光触媒薄膜的厚度,光触媒固化参数,光触媒催化激活等。

  按实际处理表面积算用量为l~15mL/M2,目前比较常用的处理技术为喷涂处理方式。

  使用精细喷涂设备(低压环保喷枪)喷涂处理,喷嘴口径0.3~0.5mm,喷涂前先清理干净被喷涂物表面,喷嘴距离被喷涂表面30 ~45cm,以全面积均匀喷涂为原则,涂布量为10~15mL/M2,可根据需要待其干燥后(半小时风干)再喷涂处理第二次,涂成膜前勿碰表面,成膜后避免硬物摩擦。

  喷涂工艺调试:使用前先用水代替光触媒进行喷枪的雾化效果调试,在使用要求下调整喷枪的压力、流量等参数,调整到能均匀雾化方便进行10mL/M2的用量均匀涂布为合适,用手在距喷嘴40cm处以一定的速度移动,以手心稍有潮湿而看不到水膜为合适雾化效果和喷枪移动速度在玻璃表面进行喷涂试验,在10mL/M2用量下,玻璃表面被均匀涂布,看不到水珠现象为佳效果。在调试好雾化效果后,将水倒出,吹干料壶、喷枪,换上光触媒,按调整好的参数和速度进行喷涂处理。

  2.2光源的选择~780nm,其中以<388nm的紫外光源为佳,与光触媒匹配的波段激发能量较高,其它波段较差,而其它波段会因能量的内耗,降低效果。具体情况还要根据空气净化器所选的光触媒性质,光源的功率、形状、大小及工作环境来选定,或可改变光触媒性质,扩展其使用光源波段,来增加其远红外辐射、负离子发射的保健功能。

  2.3光触媒载体选用的彻逾潘揠以取代的脎伽满H―g光触媒净境与擂镪下进行,反应速度慢,因此增大载体的表面积,延长污染物在光触媒上的停留时间,是非常重要的因素。目前主要作为光触媒载体使用的过滤网为活性碳毡、纸基纤维网、聚氨酯泡棉、玻璃纤维布、蜂窝状铝箔、不锈钢网,蜂窝陶瓷等。考虑其各种因素,除了风阻等直接影响空气净化器的使用功能因素,还要考虑基材对光触媒的协同效应作用,如选择有富集污染物作用的载体会大大提高光触媒的光催化效果。

  24光触媒构件设计光触媒构件设计也是影响空气净化效率的主要因素之一,具体的设计要求涉及净化器的大小、形状、结构等情况设计,原则上是尽可能提高光触媒与光的接触面积,同时空气净化设备进风系统需要增加防尘过滤装置,避免灰尘对光触媒表面的覆盖。

  25空气流体动力设计光触媒净化空气的原理是利用光触媒表面上的光催化反应,提高空气在光触媒表面上的碰撞几率,可以大大增加空气的净化效率。利用空气流体动力学原理对空气净化器的构件、动力等进行合理的设计安排,可以有效提高空气在光触媒表面上的循环流动,有利于光触媒的效能的充分发挥从而使空气净化器对空气污染的高效净化作用。

  3光触媒提高了空气净化器的功能采用了光触媒的空气净化器,除将会大大提高空气净化器的功能外,还提高了光触媒的功效,如(1)光触媒的催化作用,可通过有效地选用光源的波段、控制光源的能量,从而更彻底地消除大气中的各种污染物;(2)在空气净化器中空气在光触媒表面上的循环流动,使光触媒表面上的碰撞几率增加,有利于光触媒的效能的充分发挥,而大大提高污染空气的净化效率;(3)无二次污染、安全无害,光触媒本身没有任何的挥发性和化学毒物释放,净化空气的终产物是水和二氧化碳(CO2)等的无害物质,不存在二次污染问题,因此在使用过程中对人体完全安全可靠。

  4小结光触媒的推广应用,开发它多样化的下游产品,对净化环境痕量污染物,是一般治理环境的传统工艺不可取代的产品。

  (接第24页)4文湘华,占新民,王建龙等。环境科学,199920(3):104~106 5王志霞,王志岩,武周虎。工业水处理,200222(11)1~4 7国家环保局〈水和废水监测分析方法编委会,水和废水监测分析方法,中国环境科学出版社,1998. 8黄伟坤等,食品检测与分析(第1版)轻工业出版社,9王罗春沈丽蓉,丁桓如等。环境污染与防治,2001,23(5)10扬健,郭长江。污染防治技末1998,

访问统计
51客服