适用范围介绍:

生物法可处理的有机化合物种类包括:

烃类:苯、甲苯、二甲苯、乙烷、石脑油、环己烷等;

卤烃:三氯乙烯、四氯乙烯、三氯乙烷、二氯甲烷、三氯苯、三氯甲烷、四氯化碳等;

酮类:丙酮、环己酮等;

酯类:醋酸乙酯、酷酸丁酯、甲基环己烷等;

乙醚类:乙酸乙酯、二氧杂环己烷、糠醛、甲基溶纤剂等;

醇类:甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等;

重合用单分子物体:氯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、醋酸乙烯等。

该技术适用的行业有医院、宾 馆、车站、机场、博物馆、厨房、污水处理、发酵和食品加工等场所排放的臭气净化,涂料、塑料,建筑材料,陶瓷、纺织品、化妆品 (即所谓抗菌陶瓷、抗菌纤维)等领域中

原理:

光催化氧化法是借催化剂具有光催化作用的性能,将吸附在催化剂表面上的 VOC氧化为co2和H2O。通常用于一些比较容易氧化的有机化合物。如前所述, 在紫外线的照射下不断产生大量活性的自由基,使大部分VOC降解;而光催化剂 可加速化学反应有助于有机物进行降解反应;同时还有消毒、杀菌作用。经典的光 催化剂都是半导体,其中最有效的光催化剂是Ti02,还有ZnO、Sn02、Fe2()3、 CdS、ZnS、W03、PbS等。由于TiQ2对紫外光线有很高的吸收率,还具有较高的催化活性和化学稳定性,以及无毒而价廉等优点,所以应用最广。

工艺:

光催化氧化法的反应机理如下。[19’21」根据半导体的电子结构理论,光催化性能 取决于晶粒内的能带结构,能带结构由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导 带所构成,两者间由禁带分幵,其能差即为带隙能。在光照射半导体光催化剂的情 况下,当吸收一个能量大于或等于其带隙能的光子时,电子会从充满的价带跃迁到 空的导带,而在价带留下带正电的空穴。光致空穴具有很强的氧化性,并能夺取吸 附在催化剂颗粒表面的有机物中的电子,使本来不吸收光而无法被光子直接氧化的 物质,经光催化而被活化、氧化。Ti()2经光激发后产生高活性光生空穴和光生电 子,并经一系列反应后生成大量高活性的自由基,因而Ti02表面的羟基化是光催 化氧化VOC的必要条件。此外,VOC光催化降解的速率主要取决于催化剂吸附 VOC的性能和光催化反应速率,因此寻求对V()C具有高的吸附效率和较快降解 速率的光催化剂是极为重要的。

光氧催化氧化的特点:

(1)光氧催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:通过光氧催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:光氧催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氧催化剂,驱动氧化—还原反应,而且光氧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氧催化节约能源的最大特点。

(4)氧化性强:半导体光氧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CHCl3、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,光氧化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、K2MnO4、次氯酸等。

(5)广谱性:光氧催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,光氧催化剂的寿命是无限长的,无需更换