光催化氧化法處理揮發性有機廢氣的分析研究

針對廢氣的處理，   上很早之前已經進行了相關研究，并提出了很多、的控制技術。例如研究較多且正在廣泛應用的冷凝法、吸收法和熱破壞法等。不過近幾年，有關處理廢氣的技術有了很大的發展，出現了很多新的控制技術，目前這些包括光催化氧化法、生物膜法、等離子體分解法等。
　　其中，在治理揮發性廢氣方面，光催化氧化法是一種相對優良的方式，其有著的優越性，例如效益高、能耗小、不會出現二次污染的情況等。本文針對廢氣處理的措施，為大家介紹了有關光催化氧化法處理揮發性廢氣的內容。
　　一、揮發性廢氣的特征與處理
　　針對揮發性廢氣的治理，主要是治理工業生產過程中產生的廢氣，對其做吸附、凈化、過濾等處理，將原本的廢氣轉化為   的小分子的過程。現在我國化工工業所產生的揮發性廢氣有很多種類，其中主要包括甲醛、乙酸乙酯、丙烯酸、漆霧、苯乙烯等等。這些氣體具有容易溶于溶劑、容易燃燒爆炸、不好處理、難溶于水等特點。
　　二、利用光催化氧化法處理揮發性廢氣
　　伴隨著我國社會主義技術和市場經濟的發展，有關化工企業的建造也進入了一個興起的成長階段，但隨之而來的是有關企業環保問題的日益突出，相應的企業公司對環保缺乏有力的投資，從而促使大量工業廢氣被排放出去，嚴重威脅到人類的身體健康，   是給我國國民經濟帶來了巨大的損失。所以我們有   加大處理廢氣的力度。
　　1、揮發性廢氣的凈化
　　揮發性廢氣中包括某些酸性氣體。這些酸性氣體不僅會導致相應設備的使用壽命減少，還可能會大幅度降低光催化氧化的效率。由此可知，我們有   對揮發性廢氣作好預處理，把其中包含的酸性氣體進行剔除，然后再將剩余氣體輸入UV光催化氧化裝置中。因為酸性氣體大部分都有易溶于水的特質，所以對揮發性廢氣作的預處理可以用水洗裝置來進行。其處理的具體流程為以下幾步：①揮發性廢氣收集；②揮發性廢氣經過水洗裝置做預處理；③揮發性廢氣經過光催化氧化設備進行光解、催化；④氣體各指標達標后進行排放。
　　2、揮發性廢氣的光催化氧化
　　在治理揮發性廢氣方面，光催化氧化是一種新型且優良的處理方式。該處理方式主要是經過UV紫外光照射相應的光催化劑，導致其生出   電荷一電子空穴對，同時在空氣中的O₂、H₂O等物質的作用下，促使揮發性廢氣借助催化劑表面進行催化，轉化為CO₂、H₂O與其他各種無機小分子物質等。該光催化氧化的反應過程具體如下方程式所示(以TiO₂為例)：
　　Hv+TiO₂→h⁺+e^-
　　O_2ads+Ti³⁺→O_2ads^-+Ti⁴⁺
　　OH^-+h⁺→OH
　　O_2ads→2O_ads
　　Ti⁴⁺+e^-→Ti³⁺
　　O_2ads+Ti³⁺→O_ads^-+Ti⁴⁺
　　將廢氣輸入光解催化凈化設備中進行光解、催化氧化。其中，光解主要是將空氣里的氧氣經過   UV紫外線進行分解，使其分解為游離態的氧，因為其正負電子不處于平衡狀態，所以其非常容易與氧分子結合，從而轉化為臭氧(O₃)，具體的過程如下化學方程式所示：
　　O₂+UV→O(游離態)+O^-
　　O₂+O(游離態)→O₃
　　O₃的強氧化作用可以導致廢氣被分解。將紫外線放電管安裝在UV光氧催化氧化裝置里面，其所產生的光子能量能夠高達647kJ/mol或是642kJ/mol。這么高的光子能可以將小于該能量的廢氣分子鍵裂解，促使這些廢氣轉化成無機小分子物質。
　　經過長時間研究，揮發性廢氣在納米級別的活性材料以及紫外光能量的共同作用下，可以在短時間內被充分分解，其分解時間可達2~3s。將納米級別的活性材料加入到治理廢氣的凈化設備中，并用紫外線對其進行照射。因為大量的光能可以被里面的活性材料所吸收，同時生成h⁺(空穴)與e^-(電子)，而其所生成的e^-和h⁺具備相應的氧化還原能力，能夠與O₂、H₂O反應生成·O^2-(   陰氧離子)和·OH(氫氧根自由基)，這兩者有著非常高的氧化能力。·OH能夠將揮發性廢氣中的電進行氧化，具有非常強的氧化電位能力，可以促使無光吸收能力物質的氧化分解。