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光催化中最佳光源浅析[附图表]

2011-02-14 14:50
月城清浅
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        随着近二十年中国经济持续高速增长,煤炭为主的能源结构排放的巨量大气污染物使得我国城市室外空气污染指数高居不下,室内装修材料的普遍使用也导致室内有害气体大幅度超标,已严重危害人类健康。光催化氧化作为一种高级氧化技术,近年来在难降解污染物的处理方面得到了广泛的研究。科学家们研究中发现,TiO2 半导体光催化能够降解几乎所有的有机物,生成CO2 或易被生物降解的小分子,且光催化剂稳定性较高。而如何将光催化技术广泛应用于日常生活中,如何选择最佳光催化效果产品,保障人类健康远离危害,就成为了我们目前急需解决的实际问题。

  一、 空气污染严重危害人类健康

  室外空气污染形势严峻,主要包括工业企业废气排放、汽车尾气排放、土壤灰尘等。据有关部门数据显示,由于中国以煤炭为主的能源结构(60~70%),燃煤产生了90% 的SO2、85% 的CO2、67%的NOX和烟尘等大气污染物,降低大气可见度并造成酸性严重沉积,引发支气管炎和哮喘等呼吸道疾病,严重危害了人类健康。

  室内空气污染严重危害人类健康,人的一生超过90%的时间是在室内度过,在我们每天生活、工作的室内空气环境中普遍存在粉尘、烟雾、有害气体、病菌病毒、异味臭味等各种污染物,由于室内空间相对密闭,空气不流通,污染物漂浮在其中。室内空气污染物主要分为可吸入颗粒物、生物活性粒子污染物和气态化学污染物3类。

  室内空气污染物之一的有害气体VOCs,主要包括甲醛(来源于室内装饰材料及家具中的板材,如人造板、夹心板等);苯、甲苯、二甲苯(来源于油漆、胶水、涂料等);氨气(如施工添加的防冻剂含有氨);氡(来源于水泥、石材、地砖等)。

  美国环境署(EPA)对VOC的定义是:除了二氧化碳,碳酸,金属碳化物,碳酸盐以及碳酸铵等一些参与大气中光化学反应之外的挥发含碳化合物。VOC的主要来源在室外,主要来自燃料燃烧和交通运输:而在室内则主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾,建筑和装饰材料,家具,家用电器,清洁剂和人体本身的排放等。有近千种之多。在室内装饰过程中,VOC主要来自油漆,涂料和胶粘剂。

  室内VOC浓度通常在0.2~2mg/m3之间,当室内VOC浓度在0.16~0.3mg/m3时,对人体健康基本无害,而在不当装修施工中,甚至可高出数十倍。由于VOC本身具有着极大的危害性,已经被社会喻为人类的“隐形杀手”。

  VOCs常见降解方法:吸附法、热催化燃烧(250-500 ℃)、紫外光降解(UV/O3)。

  0.1wt% Pt/TiO2催化剂上光催化与热催化氧化 氯乙烯的降解:光催化氧化不同于一般

  三氯乙烯(500 ppm)效果比较;结果表明低于的光分解反应。在催化剂的作用下,其120℃时,光催化表现出明显的催化氧化活性。 活性远高于后者。

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