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來看看光催化的技術應用

發布時間:2022-03-29      點擊次數:272
  光催化又叫光催化氧化或光氧催化,是在催化劑作用下進行的光氧化反應。光催化能將有機污染物徹底分解為二氧化碳、水和無機水分子物質。環境中常見的催化劑為二氧化鈦(TiO2),大氣顆粒物中含有此成分,可催化烴類化合物發生光催化氧化反應。
  光催化技術應用
  光催化氧化技術發展至今,主要形成了兩大應用研究方向,即太陽能轉化光催化和環境光催化。太陽能轉化光催化,主要用于新能源的開發,主要途徑是利用太陽能光解水制備氫氣。
  由于氫能源屬于綠色能源,具有無污染、熱值高、可再生利用等優點,能有效替代污染重、數量有限且不能再生利用的石油能源,為能源危機提供了新的解決方式。環境光催化研究起步較晚,但隨著性環境問題日益嚴重,現已成為光催化氧化技術的研究ZD。下面主要介紹環境光催化氧化技術的應用現狀。
  1、自潔凈技術
  利用光催化氧化實現自潔凈,主要是通過制備光催化膜來實現。日本板硝子(株)玻璃建材公司研制了“Clearact”牌光催化自潔凈玻璃,通過利用光催化劑的分解、親水化能力和利用雨水的自潔凈作用,能夠長期保持窗玻璃的美觀。同時日本的許多公司的科研部門還研制出了光催化氧化防污鋁板、光催化氧化隔音墻等實用材料。
  2、防霧技術
  隨著YL科學技術的進步,裝備了內窺鏡的外科手術設備的發展非常顯著。在運用內窺鏡進行的手術中,若視野障礙會成為危及患者生命的重大問題。
  日本自治醫科大學的大平猛等和東京大學的橋本和人等合作,開發了采用TiO2涂膜玻璃的防霧裝置,成功的確保了良好的內窺視野。與之相似的,在雨天駕車時,反射鏡上沾上雨滴會降低后方視辨性。這主要是由于鏡片水的浸潤性不好,導致水以球狀的水滴狀態附著,造成表面起霧。
  3、KJ技術
  光催化劑TiO2能夠降解有機物及無機物,同時還具有一定的殺菌功能。日本東京大學工學部的藤道昭等人經實驗證明,納米二氧化鈦對膿桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等有強殺死能力。
  光催化劑TiO2在紫外光照條件下產生電子-空穴對,并與空氣中O2和H2O分子作用產生·OH、H2O2等。由于空穴、·OH、H2O2等有強氧化能力,可抑止如綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄糖菌、沙門氏菌、芽枝菌及曲霉菌等細菌的生長。
  4、廢水凈化
  研究發現,光催化劑TiO2在廢水凈化方面應用非常廣泛,鹵代脂肪烴、鹵代芳烴、有機酸類、硝基芳烴、取代苯胺、多環芳烴、雜環化合物、烴類、酚類、染料、表面活性劑、農藥等都能有效地進行光催化氧化反應,Z終生成無害的無機小分子物質。
  如以有機磷的光催化氧化降解反應為例,在TiO2的懸濁液中,通過紫外光作用,有機磷可實現完全無機化,并能定量的生成PO3。另外,含硫有機物在TiO2光催化氧化作用下也可實現無機化,其中硫定量氧化為SO2。
  5、空氣凈化
  環境污染日益突出,空氣質量問題也越來越受到人們的關注。室內裝飾、裝修材料如油漆及其溶劑、木材防腐劑、涂料、膠合板等常溫下可釋放出甲苯、苯、二甲苯、甲醛等多種VOCs。日常生活中使用的化妝品、除臭劑、殺蟲劑、各種洗滌劑等也導致大量VOCs向大氣中釋放。
  VOCs成分復雜,且多數具有較大毒性,會對人體產生較大危害,并且多種VOCs同時作用于人體時會有累積效應。光催化實際上許多氣態污染物如VOCs都可以借助光催化法在氣相中直接處理或與液相分離后在進行氧化降解,從而使污染得到治理。
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