光催化技术作为一种模拟自然界光合作用的先进技术,近年来在多个领域展现出了广泛的应用潜力。通过在紫外光及可见光的作用下,介质材料发生电子跃迁,形成电子空穴对,其与氧气和水产生催化作用,产生超氧负离子和羟基自由基,如图1所示,二者具有强烈催化降解功能和超亲水性,能有效地分解基材表面、空气中有机物、有毒有害气体等,分解成二氧化碳和水;此外还能有效杀灭多种细菌,并能将细菌或*菌释放出的素分解及无害化处理等功能。光催化技术还能够应用于空气净化,特别是在建筑物内外墙以及家具表面涂覆光催化剂,能够实现可持续、低成本的光催化污染物降解和杀菌,对室内外空气净化和预防及抑制疫具有良好的功效。不同的废气成分和浓度需要选择不同的光催化剂和处理工艺。宁波光催化氧化设备光催化净化器源头厂家
目前,空气净化器处理甲醛的方式多样,其中以催化剂处理方式较为彻底和快速。以下是常用的四种除甲醛方式的对比分析。物理吸附法:物理吸附法主要通过活性炭、硅藻泥等多孔材料的高比表面积,利用物理作用力吸附空气中的甲醛分子。这种方法操作简单,成本较低,但吸附能力有限,容易饱和,需要定期更换吸附材料。光催化法:光催化法利用特定波长的光照射在催化剂上,激发产生具有强氧化性的自由基,这些自由基能够将甲醛等有机物分解为二氧化碳和水。该方法环保无二次污染,但需要光源支持,且催化剂可能因长时间使用而失活。等离子体技术:等离子体技术通过高压电场产生等离子体,其中的高能电子与甲醛分子碰撞,使其分解为无害的小分子。这种方法效率高,反应速度快,但设备成本较高,且可能产生臭氧等副产物。催化剂处理法:催化剂处理法通过特定的催化剂直接催化甲醛的氧化还原反应,将其转化为无害的水和二氧化碳。这种方法无需外界能量输入,反应条件温和,处理速度快且彻底,是目前较为理想的甲醛处理方法之一。然而,催化剂的选择和制备要求较高,成本相对较贵。宁波光催化氧化设备光催化净化器源头厂家光催化净化器不需要使用高温、高压等能源,依靠紫外线和催化剂的作用就能完成废气处理。
光催化空气净化被认为是一种很有前景的技术,但它需要更高效的光催化材料和系统。在这里,作者报告了一种通过涂覆吸湿性高碘酸(PA)在WO3上引入原位水(自润湿)层的策略,以增强光催化去除空气中亲水性挥发性有机化合物(VOC)的能力。在环境空气中,水蒸气凝结在WO3上形成独特的三相(空气/水/WO3)系统。原位形成的水层可以选择性地浓缩亲水性VOC。PA具有多种作用,如水层诱导剂、增强可见光吸收的表面络合配体和作为强电子受体。在可见光下,光生电子被高碘酸盐迅速清理,产生更多的?OH。PA/WO3表现出优异的乙醛降解光催化活性,在460 nm 处的表观量子效率为64.3%,这是迄今为止报道的较高值。其他亲水性挥发性有机化合物(如甲醛)也很容易溶解到WO3上的原位水层中,并会迅速降解,而疏水性VOCs在光催化过程中由于“水屏障效应”而保持完整。PA/WO3成功地展示了在宽范围浓度(0.5-700 ppmv) 下选择性降解亲水性VOC的出色能力。
光催化与热催化的区别:光催化需要光子,而光子的通量限制了整个过程。因此,许多PCO反应更受光子通量的限制,而不是活性表面积的限制。光催化剂吸收光子产生成对的电子和空穴,这些电子和空穴与氧气、水和表面羟基反应生成活性氧(ROS),成为分解空气污染物的关键氧化剂。其中,研究较多的方法是将光催化剂的光吸收边缘扩展到可见光范围,以便使用更多的光子。通过分析1999-2018年出版的关于空气净化光催化剂的研究文献发现,在所研究的可见光催化剂中,改性TiO2占比为(55.9%),其次是Bi基材料(11.9%)和WO3(7.3%)。对于改性TiO2材料,大多数研究都是利用窄带隙半导体或金属纳米粒子来研究杂质掺杂和异质结,有助于提高电荷分离效率,从而产生更多的ROS。需注意,TiO2基光催化剂是空气净化应用中研究较多、较实用的选择。TiO2价带(VB)边缘的强氧化电位,及其优异的稳定性、低成本和低毒性,成为一种实用的光催化剂。因此,大多数光催化空气净化应用研究都采用了纯的和改性的TiO2,在短期内不太可能被新的光催化材料所取代。光催化净化器作为一种先进的废气处理技术,具有高效、广谱、节能、环保等诸多亮点。
光催化空气净化消毒器是一种以纳米二氧化钛为催化剂,通过紫外光催活,产生游离电子及电子空穴,生成极强的光氧化还原功能,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,破坏细菌与病毒的细胞膜和固化病毒的蛋白,摧毁它们的RNA和DNA,将其杀死并分解成二氧化碳和水;同时还有极强的去污、除臭功能。是当今空气净化的先进技术。在光催化反应过程中,首先在纳米二氧化钛表面产生电子和电子空穴,电子空穴将附着于二氧化钛表面的水氧化,转变成氢氧自由基;而电子将空气中的氧还原,使其变成超氧化离子。氢氧自由基与超氧化离子将纳米二氧化钛表面的有机化合物氧化分解,有机化合物的中间体的原子团与氧分子产生原子团连锁反应,而后被氧气消耗,被分解为水和二氧化碳。光催化净化器利用紫外线和催化剂的作用,将空气中的有害物质分解为无害物质,从而达到净化空气的目的。宁波光催化氧化设备光催化净化器源头厂家
在选型时,我们需要选择易于维护和更换部件的光催化净化器,以降低使用成本。宁波光催化氧化设备光催化净化器源头厂家
随着工业化进程和经济的迅速发展,大量挥发性有机污染物(VOCs)排放到大气环境中。这些污染源不仅来自于如燃料燃烧、汽车尾气、工业排放等室外因素,还包括厨房油烟和建筑装修材料带来的室内污染。当前,工业上为去除大气中的VOCs,常采用吸收-吸附、冷凝、生物降解、热焚烧、催化氧化和膜分离等方法。然而,这些技术面临着初期成本高、能源消耗大以及处理难度大的挑战。因此,研发高效且环保的VOCs降解新技术尤为必要,这对于改善我国的空气质量和保障人民健康具有重要价值。光催化作为一种新兴的绿色能源转换技术,引起了国内外的关注。它利用半导体光催化剂在温和条件下直接使用太阳能去除环境污染物,具有低能耗、环保和便捷的优势。宁波光催化氧化设备光催化净化器源头厂家