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光解、光量子、光触媒与光催化氧化技术的区别

2017-10-25 06:38:18
匿名

光解、光量子、光触媒与光催化氧化技术的区别

通常很多人认为光解、光量子、光触媒等废气处理技术跟光催化氧化技术没有区别,因为都是采用紫外光为基础,表面上理解好像是一样的,但作为专业层次上来讲,光催化氧化与光解、光量子、光触媒是完全不同的技术原理,有着本质的区别,首先我们来了解这几种技术在处理废气时的应用原理:

1.光解:

光解是通过来紫外光冷燃烧的原理来处理废气,即UV+O3,通过强紫外光短波185nm波长对废气分子进行裂解,打断分子链,同时产生大量的臭氧对废气进行氧化处理,因为其主要的氧化剂是臭氧(臭氧的氧化电位为2.07伏特),所以对一般有机废气成份处理有效果,但对结构稳定的原子有机物、卤化物不产生反应。

2.光量子:

光量子从原理上跟光解其实是一样的,只是概念上的炒作,叫法不一样而已,在使用上也是通过紫外光短波185nm对废气分子进行电离,同时电离空气中的氧,从而产生游离氧,迅速结合成臭氧,对废气分子进行氧化达到处理效果,最终有效的氧化剂也是臭氧(臭氧的氧化电位为2.07伏特),处理的的范围跟光解是一样的,局限性比较大。

3.光触媒:

光触媒是一种纳米级的半导体金属氧化物材料的总称,通过金属或陶瓷为载体,在光线的作用下产生催化降解功效,能够把空气当中低浓度的有毒有害成份降解为无毒无害成份,同时可以起到消毒杀菌的作用,具有除臭抗污的功能,一般都是通过低功率的紫外光源或太阳光直射产生催化氧化的效果,适合用作室内空气净化方面的治理,也是国际上比较适用的室内空气治理材料,但对高浓度的有机废气效果甚微。

4.光催化氧化:

光催化氧化用作废气除臭的治理从原理上分为光催化、氧化两个单元。

4.1光催化单元的作用可分为两点:

4.1.1对废气分子的活化:

采用能量极高的强紫外线真空波作为驱动光源照射在废气分子上,让废气分子具备催化氧化的活性;

4.1.2对催化剂的电子激发:

紫外光真空波对催化剂的有效照射可激发催化剂产生电子-空穴对,可将空气中的水份和氧气进行电离生成负价的氢离子和氧离子,由于氢离子和氧离子极不稳定,在瞬间结合成氧化性极强的氢氧自由基(氢氧自由基的氧化电位为2.80伏特)和超氧离子自由基(超氧离子自由基的氧化电位为2.42伏特),由以上两点作用达到废气处理时必要光催化的效果。

4.2氧化单元的作用也分为两点:

4.2.1超级氧化的氢氧自由基:

氢氧自由基在瞬间产生,由于结构不稳定、氧化性极强,其持续的时间比较短,将近1秒钟,但这1秒钟的氧化完全可以称之为“超级氧化”,因为氢氧自由基的氧化对象几乎没有选择性,可以跟任何物质发生反应,在瞬间将结构稳定的多元多重分子降解为单元分子;

4.2.2后续清洁的超氧离子自由基:

超氧离子自由基的氧化作用是对氢氧自由基未完全来得及反应降解的单元分子进行后续的氧化降解,直至氧化还原为水和二氧化碳为止,超氧离子自由基对氧化反应的输助作用在氧化单元中堪称完美,以上可以看出光催化氧化在处理废气过程中有效的氧化剂是氢氧自由基本和超氧离子自由基,二者相辅相成,缺一不可。

通过对以上几种技术的分析,可以明确的区分几种紫外光应用技术在本质上的差别,选择适合自身应用的技术,切勿简单的认为光解、光量子、光触媒也是光催化氧化,那是大错特错