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催化氧化設(shè)備在有機(jī)廢氣治理領(lǐng)域的應(yīng)用
光催化劑指的是在必要的能量光子激發(fā)下價(jià)帶電子產(chǎn)生躍遷形成光生電子和空穴，光生空穴與空氣中的水分子反應(yīng)轉(zhuǎn)化成羥基自由基，而光生電子與空氣中的氧反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氧負(fù)離子。羥基自由基和氧負(fù)離子的氧化還原電位較高，尤其是羥基自由基的氧化還原電位能達(dá)2.8eV，可將普通有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化成為二氧化碳和水，將含氯的有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水和氯化氫。鑒于納米TiO2光催化劑有著生物降解無可比擬的速度快、無選擇性、降解完全等特點(diǎn)，而且有著優(yōu)良的化學(xué)特性穩(wěn)定性、價(jià)格偏低和無毒無害等優(yōu)勢，現(xiàn)已運(yùn)用在污水處理和工業(yè)制造企業(yè)VOCs有機(jī)廢氣治理等方面。
自Dibble和Raupp最開始探討二氧化鈦催化氧化原料降解三氯乙烯開始，諸多科學(xué)研究工作人員在降解VOCs有機(jī)廢氣治理領(lǐng)域開展了大批量的研究探討，而且現(xiàn)已驗(yàn)證：催化氧化工藝設(shè)備可以治理多方面的有機(jī)廢氣排放污染氣體，包含烷烴、有機(jī)醇、芳香烴、含氯碳?xì)浠衔锏?。路博環(huán)保介紹部分關(guān)鍵的催化氧化探討結(jié)論與眾多催化氧化原料科研開發(fā)工作人員和工程項(xiàng)目專業(yè)人員互相學(xué)習(xí)與溝通。
系列VOCs在同樣檢測標(biāo)準(zhǔn)下（即催化劑自身的特性相同，包含同樣的二氧化鈦粒徑規(guī)格、晶相、比表面積等；檢測設(shè)備及檢測標(biāo)準(zhǔn)均相同，包含均應(yīng)用254nm的紫外燈管，一致的氣體流速、相對(duì)濕度、氧含量、30min后的穩(wěn)態(tài)檢測標(biāo)準(zhǔn)等）。狀態(tài)見表1：
從表1VOCs濃度和轉(zhuǎn)換率統(tǒng)計(jì)資料所知：在同樣檢測標(biāo)準(zhǔn)下，在VOCs有機(jī)廢氣濃度400-600ppm區(qū)間內(nèi)，大部分VOCs有機(jī)廢氣氣體有著較高的轉(zhuǎn)換效率。因此催化氧化降解異丙基苯、三氯乙烷、吡啶和四氯化碳的效率并不是顯著的。
隨著VOCs有機(jī)廢氣氣體檢測用時(shí)的增加，光催化劑的降解效率均沒有出現(xiàn)明顯的降低現(xiàn)象，表明催化氧化原料在應(yīng)用流程中沒有失活。但著重強(qiáng)調(diào)的是，隨之檢測用時(shí)的增加，甲苯的轉(zhuǎn)換率減低為20.9%，原因關(guān)鍵在于光催化劑失活，失活原因取決于光催化劑表層轉(zhuǎn)化成中間物質(zhì)苯甲醛、苯甲酸和甲苯基苯甲酸等物質(zhì)。
同時(shí)也發(fā)覺當(dāng)O2濃度過低時(shí)，甲醇的轉(zhuǎn)換率在90min照射后下降到10%；而當(dāng)有O2存在條件下，甲醇的轉(zhuǎn)換效率始終維持在98%及以上，因此甲醇的降解效率與O2的濃度有著較大的關(guān)聯(lián)。
除此之外光催化劑在相對(duì)濕度較低的狀況下紫外燈管光照一段時(shí)間后催化氧化降解效率有著明顯的下降趨勢，原因取決于羥基自由基在非均相反應(yīng)中持續(xù)被消耗此時(shí)需用大量的水增補(bǔ)羥基自由基的持續(xù)消耗。
換句話說因?yàn)閂OCs氣體自身特性的差異，在應(yīng)用催化氧化對(duì)其進(jìn)行催化氧化降解時(shí)其處理功效也具有較大的差異。另外運(yùn)用催化氧化工藝對(duì)VOCs有機(jī)廢氣氣體進(jìn)行治理時(shí)也應(yīng)當(dāng)關(guān)注催化氧化設(shè)施的配置，包含光催化劑自身的特性、紫外燈的列陣、濕度、溫度及氧氣濃度的控制等。
依據(jù)近些年路博環(huán)保在VOCs治理領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)得出催化劑自身的特性是尤為重要的因素。催化劑的特性除了影響催化氧化降解效率外還會(huì)影響光催化反應(yīng)機(jī)理，如上方所提到甲苯在催化氧化流程中的中間產(chǎn)物不會(huì)出現(xiàn)在公司制造的光催化板上，企業(yè)的光催化板不會(huì)失活而且可長久有效。
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