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UV光催化氧化

UV光催化氧化

  • 所属分类:有机废气
  • 浏览次数:
  • 发布日期:2021-03-16 11:58:51
  • 产品概述
  • 性能特点
  • 技术参数

光催化氧化设备高能光源工作原理

对于光解催化氧化除臭味气体的历程一般认为由以下两步:

1、紫外线照射臭气气体分子链,将大分子臭气切断裂解成小分子;

2、臭氧对被裂解的小分子气体进一步氧化;


光催化氧化设备高能光源工作原理


 紫外线,[ultraviolet ray],英文简称UV,是电磁波谱中波长从0.01—0.40微米(可见光紫端到X射线间)辐射的总称。在环保技术应用紫外光技术原理,除了废气处理,我们常见的还有污水处理上的紫外光杀菌、消毒。这里介绍紫外光应用在废气处理中的技术特点。用紫外光分解有机气体分子,使其分解转变成无害气体,也就是意味着要切断恶臭分子的分子链,我们知道,化学物质的分子键都是具有能量的,这就是分子的结合能,所以,要切断恶臭分子的分子链,就要使用发出比恶臭分子的结合能强的光子能。

我们知道,波长较短的紫外线其光子能量越强,如,波长为184.9nm的紫外线,其光子能量为647 KJ/mol,波长为253.7nm的紫外线,其光子能量为472 KJ/mol,波长为365nm的紫外线,其光子能量328 KJ/mol等等,像这些波段的紫外线它们能量当级都比大多数有机气体的分子结合能强,所不同的是,波长在200nm以下的短波长紫外线能分解O2分子,生成的O*与O2结合产生臭氧O3。用这种方式获得的臭氧,因获得复合离子光子的能量后,能为迅速地分解,分解后产生氧化性更强的自由基-O、-OH、H2O等。-O、-OH、H2O与有机气体发生一系列协同、连锁反应,有机气体被氧化降解为低分子物质、水和二氧化碳,而达到的污染目的。有机气体的去除率的高低与紫外线能量,臭氧产生量及废气浓度有关,并受到有机气体的成分及杂质等因子的影响。


光催化氧化装置光触媒工作原理


光催化氧化装置光触媒工作原理

光催化氧化装置是采用纳米复合技术,在泡沫镍基体上均匀负载上一定量的纳米级二氧化钛,整合纳米光触媒材料和泡沫镍优良特性开发而成的一种新型功能材料。经紫外灯光照射后产生高能离子对异味分子进行催化分解达到净化空气的目的。

镍是银白色微黄金属,具有铁磁性,熔点为1453℃,难溶于盐酸和硫酸,在硝酸中处于钝化状态,在空气中,镍与氧反应,表面迅速生成一层很薄的钝化膜,能抗大气、碱和一些酸的腐蚀。

泡沫镍既有上述金属镍的优良特性,即耐高温、抗腐蚀、化学性质稳定的特征,又具有泡沫金属独特的三微网状结构。以它为基体,附载纳米二氧化钛开发而成的复合光催化泡沫金属滤网继承了泡沫镍的优点,超过95%的空隙率保证了良好的流体通透性、而在其表面分布均匀的光触媒材料比表面积大,表面覆盖率高,很大限度加大了与光触媒与紫外线的接触面。加之泡沫金属的三维特性,使得催化“反应腔”饱满,保证了其光催化效率。

复合光催化氧化装置,整合纳米光触媒材料与泡沫镍的优良特性,在泡沫镍基体上均匀负载一定量的纳米TiO2而获得的一种负载型光催化功能材料。泡沫镍因其独特的三维网状结构,可做为一种优良的光催化剂载体,而负载在其表面的纳米TiO2是迄今为止研究和应用很多的一种光催化剂,在降解废水中有机污染物、去除有害无机气体和空气净化方面具有广阔的应用前景。TiO2其电子结构特点为一个满的价带和一个空的导带,在大于其带隙能(Eg=3.2ev,相当于波长387.5nm的光子能量)的光照条件下,电子就可从价带激发到导带形成自由电子,而在价带形成一个带正电的空穴,形成电子—空穴对:

            TiO2 + hυ →(TiO2)h+ +(TiO2)e-

价带空穴是良好的氧化剂,导带电子是良好的还原剂。空穴一般与表面吸附的H2O或OH-离子反应形成具有强氧化性的活性羟基(•OH):

         h+ + H2O → •OH + H+

         h+ + OH- → •OH

电子则与表面吸附的氧分子(O2)反应,生成超氧离子(•O2-)。超氧离子可与水进一步反应,生成过羟基(•OOH)和双氧水(H2O2):

         e- + O2 → •O2-

         •O2- + H2O → •OOH + OH-

         2•OOH → H2O2 + O2

         •OOH + H2O + e- → H2O2 + OH-

         H2O2 + e- → •OH + OH-

TiO2光催化氧化是活性羟基(•OH)和其他活性氧化类物质(•O2-,•OOH ,H2O2)共同作用的结果。在TiO2表面生成的•OH基团反应活性很高,具有高于有机物中各类化学键能的反应能,加上•O2-,•OOH ,H2O2活性氧化类物质的协同作用,能迅速有效地分解有机物。 

紫外线灯作为光催化氧化的光能提供体,催化剂纳米粒子在一定波长的紫外光线照射下才能受激发生成电子—空穴对,空穴分解催化剂,整个催化氧化过程不会产生臭氧,不会因为产生臭氧而带来新的环境污染。

该技术有以下特点 :

1)氧化钛分布均匀,有效受光面积大,光催化效率高。主要特点如下:

2)二氧化钛被镍金属牢牢镶嵌,不易脱落,保证使用效果。

3)三维网装结构,比表面积大,通透性能好,有一定强度,易于加工安装,确保通风量正常。

4)清洗方便,用普通肥皂水稍加清洗后用自然水冲干净即可循环使用。

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