光催化氧化法處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣的分析研究

針對(duì)廢氣的處理，   上很早之前已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)研究，并提出了很多、的控制技術(shù)。例如研究較多且正在廣泛應(yīng)用的冷凝法、吸收法和熱破壞法等。不過近幾年，有關(guān)處理廢氣的技術(shù)有了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了很多新的控制技術(shù)，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(fā)性廢氣方面，光催化氧化法是一種相對(duì)優(yōu)良的方式，其有著的優(yōu)越性，例如效益高、能耗小、不會(huì)出現(xiàn)二次污染的情況等。本文針對(duì)廢氣處理的措施，為大家介紹了有關(guān)光催化氧化法處理揮發(fā)性廢氣的內(nèi)容。
　　一、揮發(fā)性廢氣的特征與處理
　　針對(duì)揮發(fā)性廢氣的治理，主要是治理工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣，對(duì)其做吸附、凈化、過濾等處理，將原本的廢氣轉(zhuǎn)化為   的小分子的過程?，F(xiàn)在我國化工工業(yè)所產(chǎn)生的揮發(fā)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(diǎn)。
　　二、利用光催化氧化法處理揮發(fā)性廢氣
　　伴隨著我國社會(huì)主義技術(shù)和市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有關(guān)化工企業(yè)的建造也進(jìn)入了一個(gè)興起的成長階段，但隨之而來的是有關(guān)企業(yè)環(huán)保問題的日益突出，相應(yīng)的企業(yè)公司對(duì)環(huán)保缺乏有力的投資，從而促使大量工業(yè)廢氣被排放出去，嚴(yán)重威脅到人類的身體健康，   是給我國國民經(jīng)濟(jì)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(fā)性廢氣的凈化
　　揮發(fā)性廢氣中包括某些酸性氣體。這些酸性氣體不僅會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)設(shè)備的使用壽命減少，還可能會(huì)大幅度降低光催化氧化的效率。由此可知，我們有   對(duì)揮發(fā)性廢氣作好預(yù)處理，把其中包含的酸性氣體進(jìn)行剔除，然后再將剩余氣體輸入UV光催化氧化裝置中。因?yàn)樗嵝詺怏w大部分都有易溶于水的特質(zhì)，所以對(duì)揮發(fā)性廢氣作的預(yù)處理可以用水洗裝置來進(jìn)行。其處理的具體流程為以下幾步：①揮發(fā)性廢氣收集；②揮發(fā)性廢氣經(jīng)過水洗裝置做預(yù)處理；③揮發(fā)性廢氣經(jīng)過光催化氧化設(shè)備進(jìn)行光解、催化；④氣體各指標(biāo)達(dá)標(biāo)后進(jìn)行排放。
　　2、揮發(fā)性廢氣的光催化氧化
　　在治理揮發(fā)性廢氣方面，光催化氧化是一種新型且優(yōu)良的處理方式。該處理方式主要是經(jīng)過UV紫外光照射相應(yīng)的光催化劑，導(dǎo)致其生出   電荷一電子空穴對(duì)，同時(shí)在空氣中的O₂、H₂O等物質(zhì)的作用下，促使揮發(fā)性廢氣借助催化劑表面進(jìn)行催化，轉(zhuǎn)化為CO₂、H₂O與其他各種無機(jī)小分子物質(zhì)等。該光催化氧化的反應(yīng)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(shè)備中進(jìn)行光解、催化氧化。其中，光解主要是將空氣里的氧氣經(jīng)過   UV紫外線進(jìn)行分解，使其分解為游離態(tài)的氧，因?yàn)槠湔?fù)電子不處于平衡狀態(tài)，所以其非常容易與氧分子結(jié)合，從而轉(zhuǎn)化為臭氧(O₃)，具體的過程如下化學(xué)方程式所示：
　　O₂+UV→O(游離態(tài))+O^-
　　O₂+O(游離態(tài))→O₃
　　O₃的強(qiáng)氧化作用可以導(dǎo)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(chǎn)生的光子能量能夠高達(dá)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(zhuǎn)化成無機(jī)小分子物質(zhì)。
　　經(jīng)過長時(shí)間研究，揮發(fā)性廢氣在納米級(jí)別的活性材料以及紫外光能量的共同作用下，可以在短時(shí)間內(nèi)被充分分解，其分解時(shí)間可達(dá)2~3s。將納米級(jí)別的活性材料加入到治理廢氣的凈化設(shè)備中，并用紫外線對(duì)其進(jìn)行照射。因?yàn)榇罅康墓饽芸梢员焕锩娴幕钚圆牧纤?，同時(shí)生成h⁺(空穴)與e^-(電子)，而其所生成的e^-和h⁺具備相應(yīng)的氧化還原能力，能夠與O₂、H₂O反應(yīng)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?！H能夠?qū)]發(fā)性廢氣中的電進(jìn)行氧化，具有非常強(qiáng)的氧化電位能力，可以促使無光吸收能力物質(zhì)的氧化分解。