光氧催化廢氣處理技術原（yuán）理（lǐ）

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     光氧催化技術，主（zhǔ）要利用光敏催化劑在一定量（liàng）的光照射下（xià）激發產生的電子-空穴對，與吸附在（zài）催化劑麵積的溶解氧和水分（fèn）子等發（fā）生作用，進而產生˙OH與˙O2-等強氧化性自由基，再通過與汙（wū）染（rǎn）物的羥基加（jiā）和、取代、電子轉移等方式礦化，最終實現VOCs的降解（jiě）。說白了，光催化氧化反應所需（xū）的能（néng）量主要來源光照能量。

TiO2具有較高的化學穩定性和催化活性，且價廉無毒，所以是目前最常用的光催化劑之一。其常用的晶型（xíng）結構有（yǒu）2種：銳鈦礦型和金紅石型（xíng）。金紅石型相對更穩定，即使在高溫的情（qíng）況下也難以發生分解和轉化。並且金紅石型TiO2的禁帶寬度為3.0eV，而銳鈦（tài）礦型TiO2的禁帶寬度是3.2eV，也就是說，引發銳鈦礦（kuàng）型TiO2進行光催化（huà）反應（yīng）所需的光能量需大於（yú）3.2eV，金（jīn）紅石型TiO2僅需大於3.0eV。對於銳鈦礦型TiO2，紫外光的激發波（bō）長需（xū）要小於387.5nm。

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

     對於光，有兩個參數：波（bō）長與（yǔ）光（guāng）強。隻有吸收了一定波長範圍內的光，TiO2催化劑才可以克服其禁（jìn）帶的能量，在其表麵（miàn）會產生電子-空穴。研究結果表明，短波長的紫外光，尤其是在185~254nm，更有（yǒu）利於生成更多的（de）˙OH，從而加快（kuài）光（guāng）催（cuī）化反（fǎn）應活性。而表（biǎo）示單位時間內、通過單（dān）位橫截麵光（guāng）能大（dà）小的光強，直接決定了紫外光所提供的（de）總能量是否足以使周圍的（de）TiO2全部參與到反（fǎn）應（yīng）中來。所以，光（guāng）催化過程中要保（bǎo）證反應器內布光均勻且紫外光達到一定強度。

     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（yīng）麵就（jiù）越大，電（diàn）子-空穴的簡單複（fù）合率就小，光催化活性（xìng）也就高；若在TiO2中摻雜金屬或非金屬粒子（zǐ），還可拓展其可接受的光照射（shè）響應範圍；因為銳鈦礦型具有強吸附氧氣能力（lì），金紅石型具有較高的光利用率，二者的混晶型物質在光催化性能方麵的表現要比單一晶型（xíng）物質要好。其它影響光催化活性的因素還包括（kuò），孔隙率（lǜ）、平（píng）均孔徑、表麵電荷（hé）、焙燒溫度（dù）、純度等。

     水蒸氣也是在光催化反應不可忽視的因素。因為水分子（zǐ）提供了可俘獲空穴的羥基，進而產（chǎn）生自由基˙OH，反應中適量的水蒸氣（qì）有利於反應的進行，但如果水蒸氣過多，會在TiO2表麵產生競（jìng）爭吸附，反而不利（lì）於（yú）光催化的進行。

     此外，廢氣的初始濃度和在反（fǎn）應器內部的停留時間（jiān），也（yě）直接影響光氧催化（huà）技術的去除效果。從目前的實驗室數據（jù）結果看，在各（gè）條件優化後的情（qíng）況下，處理濃度10mg/m3的甲（jiǎ）醛尚需30min才能達到70%的去除效率。

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