光催化氧化除臭设备

从理论研究到实际应用，光催化氧化技术在 废水处理和废气净化都是一项成熟的工艺，工艺 有效性的关键在于紫外线的强度和催化剂的催化 能力以及催化时间。从光触媒空气净化器到光催 化废气净化设备，能够发现许多非常不科学的设 计，例如废气在处理设备中的停留时间；催化剂 的面积；催化剂的纯度和 TiO2 的纳米直径；催化 剂的固化结构；紫外线灯的设置（数量、距离）， 都直接决定和影响光催化氧化的能力

TiO2 通用技术说明：

光催化氧化处理污染物是一种新兴的技术， 其中纳米 TiO2 光催化应用技术工艺简单、成本低 廉，利用自然光即可催化分解细菌和污染物，具 有高催化活性、良好的化学稳定性和热稳定性、 无二次污染、无刺激性、安 全无 毒等特点，且能 长期有益于生态自然环境，是具有开发前景的绿 色环保催化技术之一。此外，由于颗粒的细微化， 纳米材料还具有块状材料所不具备的表面效应、 量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。

TiO2 的光催化机理：

半导体的能带结构通常是由一个充满电子的 低能价带和一个空的高能价带结构，它们之间的 区域称为禁带，禁带是一个不连续区域。当能量 大于或等于半导体带隙能的光波辐射此半导体催 化剂时，处于价带的电子（e）就会被激发到导带 上，价带生成空穴（h+），从而在半导体表面产 生具有高度活性的空穴/电子对.TiO2的带隙能 为 3.2ev，相当于波长为 387.5nm 光子的能量，当 TiO2受到波长小于387.5nm的紫外线光照射时， 处于价带的电子就会被激发到导带上去，从而分别在价带和导带上产生高活性的光生空穴和光生 电子。在电场的作用下，电子与空穴发生分离， 迁移到粒子表面的不同位置。热力学理论表明， 分布在TiO2表面的空穴可以将吸附在其表面的 OH-H2O 分子氧化成 OH。而电子（e-）具有很强 的还原性，可使得TiO2固体表面的电子受体如.O2 被还原。O2 既可以抑制光催化剂上电子和空穴的 复合，提高反应效率，同时也是氧化剂，可以氧 化已经羟化的反应产物，是表面羟基自由基的另 一个来源，缔合在Ti4+表面的.OH的氧化能力是 水体中存在的氧化剂中较强的，能够氧化大部分 的有机污染物及部分无机污染物，将其最终降解 为CO2、H2O等无 害物质，并且对反应物几乎无 选择性，因而在光催化氧化中起着决定性的作用。 从理论上说，只要半导体吸收的光能大于等于其 带隙能，就能被激发产生光生电子和光生空穴， 该半导体就可以作为光催化剂，但从实际来看， 一个具有实际应用价值的半导体光催化剂必须具 有化学稳定性，光照稳定性、高效性和选择性及 较宽的光谱响应，同时还要考虑到材料成本和光 匹配性等因素。

TiO2 光催化氧化处理有机污染物

TiO2具有无 毒、催化活性高、光化学性质稳 定以及抗氧化能力强等优点，是光催化氧化法中 常用的催化剂，其催化活性与催化剂的粒径、表 面状态及晶型等因素有关，同时 TiO2 还可通过贵 金属及金属氧化物、金属离子掺杂、复合半导体、 外加电场等方式来提高光催化降解的效率.Jenks 实验组研究了在TiO2悬浮液中4-氯 苯酚的光解 过程，发现4-氯 苯酚在光催化作用下降解很彻 底， 最后可开环矿化为 H2O、CO2、CL- 等无机小分子化合物。Lgldo 等人研究 4- 硝 基苯酚在 TiO2（锐 钛矿型）/ TiO2（金红石型）光催化剂作用下的降 解过程，并与TiO2（锐钛矿型）/Al2O3进行了比较， 发现两种催化剂都有活性，而且它们的活性随锐 钛矿型TiO2含量的增加而提高TiO2负载Pt后能 将有机磷杀虫剂光催化降解的速率提高4.5~6倍。

TiO2 的光催化应用领域

设备适合低浓度废气净化、室内空气净化、 工艺组合“水喷淋+光催化”、例如：医院、实 验室空气净化，市政污水处理厂除臭、污水泵站 除臭、工业车间除臭、烘干工艺废气、垃圾中转 站废气。设备分有臭氧和无臭氧两类。

光催化氧化技术核心

催化剂比表面积宽谱紫外线波长小于387nm 的比例、催化剂的固化技术、紫外线灯的使用寿 命构成了DFSD的四大核心。1、催化剂的比表面 积，DFSD 催化剂的比表面积 1m2:1000m3 设计装 配，是目前同类产品中比表面积max的，光触媒 载体经科学选料特殊处理，耐高温，耐腐蚀，呈 烧结态；2、催化剂的固化技术，催化剂的脱落是 催化剂固化的常见现象，催化剂和载体表面的附 着力是困扰催化剂固化的主要问题，DFSD 首先采 用真空固化技术，max限度除去载体表面的油性 和水份，同时在净油过程中又要防止载体表面的釉面的破坏，导致催化剂的渗入，真空固化的载 体，再经高温烘烤，使光触媒涂层呈烧结态和立 体凹凸，在固化的同时增加催化剂的比表面积；3、 宽谱紫外线波长小于 387nm 的比例，通用型的紫 外线灯包括高臭氧灯，185nm以下的光波比例不 到 3%；185nm -387nm 的也不到 14%，瞬间光强 催化的能力有道提高，紫外线灯的寿命国产只有 5000小时，进口也不超过10000小时，主要的原 因是电极被氧化，DFSD 采用无极灯技术，克服了 传统由于电极氧化造成的紫外线灯烧毁，设计寿 命达到50000小时，由于无极灯采用高频激发技 术，185nm以下波长的比例明显提高，合理设计 可以达到12%，同时由于高频技术的空间传播特性， 微波本身就具有催化功能，因此某种程度上讲， 系统具备了双重催化功能。

光催化氧化技术是由微波低温等离子体废气 净化设备升级而成，污染物分子由引风机引入光 催化区，大体要经历电子轰击、强氧化剂 -OH 的 氧化，185nm以下紫外线光解、臭氧氧化、正氧 离子氧化等过程；从结构空间讲，污染物依次经 过光触媒催化区、无极灯光解区、光触媒催化区、 氧化区，设计停留时间 1.5s，双层催化剂结构不但 保证了催化比表面积；同时发挥了均布导流的高 能，在有限的空间max限度保证空间上和紫外线 无极灯的充分接触，增加和提高活性粒子和污染 物的接触机会和时间。