光氧催化廢氣（qì）處理（lǐ）技術原理

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     光氧催化技術，主要利用光敏催化（huà）劑在一定量的（de）光照射下激發產生（shēng）的電子-空穴對，與吸附在催化劑麵積的溶解氧和（hé）水分子等（děng）發生作用，進而產生˙OH與˙O2-等強氧化性自由基，再通過與汙染（rǎn）物的羥基加和、取代、電子（zǐ）轉移等（děng）方式礦化，最終實現VOCs的降解。說白（bái）了，光（guāng）催化氧（yǎng）化反應所需的能量主要來源光（guāng）照能量。

TiO2具有較高的化學穩定性（xìng）和催化活性，且（qiě）價廉無毒，所（suǒ）以是目前最常用的光催（cuī）化劑（jì）之一。其常用的晶型結構有2種：銳鈦礦型和金紅石型。金紅石型相對更穩定，即使在（zài）高溫的情況下也難（nán）以發生分（fèn）解和轉化。並且金紅石型TiO2的禁帶（dài）寬度為3.0eV，而銳鈦（tài）礦型TiO2的禁帶寬度是3.2eV，也就是說，引發（fā）銳鈦礦（kuàng）型TiO2進行光催化反應所需的光能量需大（dà）於3.2eV，金紅石型TiO2僅需大於3.0eV。對於銳鈦礦（kuàng）型TiO2，紫外光的激發波長需要小於387.5nm。

     顧名思義，光氧催化技術，那肯定得（dé）有“光”和“催化劑”共同作用才行。

     對於光，有兩個參數：波長與光（guāng）強。隻有吸收了一定波長（zhǎng）範圍內的光，TiO2催化劑（jì）才可以克服其禁帶的（de）能（néng）量，在其表麵會產生（shēng）電子-空穴。研究結果表明，短波長的紫外光（guāng），尤其是在185~254nm，更有利於生成更多的˙OH，從（cóng）而加快（kuài）光催化（huà）反應活性。而表示單位時間內、通（tōng）過單位橫截麵光能大小的光強（qiáng），直接決定了（le）紫外光所提供的總（zǒng）能量是否足以使周圍（wéi）的TiO2全部參（cān）與到反應中來。所以（yǐ），光催化過程中要保證反應器（qì）內布光均勻且紫外（wài）光達到一定強度。

     對於催化劑，其活性組分主要是TiO2。其顆粒粒徑越小，尤其是納米級，比表麵與反應麵就越大，電子-空穴的簡單複合率就小，光催化活性也就高；若在TiO2中摻雜金屬或非金屬粒子，還可拓展其可接受的光照射響應範圍；因為銳鈦礦型具有強吸附氧（yǎng）氣能力，金紅（hóng）石型（xíng）具有較高的光利用（yòng）率，二者的混晶（jīng）型物質在光催化性能方麵的表現要比單一晶型物質要好。其它影響光催化活性的因素還包（bāo）括，孔（kǒng）隙率、平均孔徑、表麵電荷（hé）、焙燒溫度、純度等。

     水蒸氣也是（shì）在光催化反應不可忽視的因素。因為水分子提供了可俘（fú）獲空穴（xué）的羥基，進而產生自由基˙OH，反應中適量的水蒸氣有利於反應的進行，但如果水蒸氣（qì）過多，會在TiO2表麵產生競爭吸附，反而不利於光催化的（de）進行。

     此外，廢氣的初（chū）始濃度和在（zài）反應器內部的（de）停（tíng）留時（shí）間，也直接影響光氧催化技術的去除效果。從目前的實驗室數據結果看，在各條件優化後的情況（kuàng）下，處理濃度10mg/m3的（de）甲醛尚需30min才能達到70%的去除效率（lǜ）。

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