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光催化:二氧化鈦光催化技術的應用

【時間】2020-07-03? ?【作者】王明濤 ?【點擊】???TAG:光催化(17)二氧化鈦(1)???

  光催化:二氧化鈦光催化技術的應用?近十幾年來,伴隨著可持續發展這一主題,全球性環境問題受到越來越多的關注。20世紀末和21世紀初,分別在里約熱內盧和約翰內斯堡召開的兩次環境與發展大會上,各國代表針對臭氧層破壞、全球氣候變化、荒漠化等重要環境議題,先后制定了《蒙特利爾議定書》、《聯合國氣候變化框架公約》及《京都議定書》、《荒漠化防治公約》等國際條約,號召世界各國共同保護地球環境。在眾多解決環境污染的控制方法中,使用光催化劑降解污染物這一方法,為終解決光催化技術及應用這一問題提供了一條新途徑。該方法由于利用一次能源太陽光而且凈化過程不會產生二次污染,且價格低廉,容易大規模生產,所以被認為是理想的解決問題的方法之一。

二氧化鈦光催化技術的應用

  二氧化鈦光催化技術的應用

  自1977年Frank等提出用光催化劑分解聯苯及氧化聯苯設想以來0,越來越多的光催化劑已經被發現可應用到環境保護中。光催化技術應用于環境控制領域具有如下優勢:光催化可在常溫下進行,節省能源(僅需低功率UV光源,不需要加溫);光催化技術可將有毒有機物進行礦化而不會造成二次污染(如二英等);光催化技術效率高,壽命長,維護簡單,運行費用低;光催化劑效入,光催化劑必將在環境凈化方面扮演一個重要的角色。此外,光催化技術殺菌能力的普適性強,在醫療衛生等方面都將給人類帶來大的益處。

二氧化鈦光催化技術的應用

  二氧化鈦光催化技術的應用

  環境污染可分為水體污染、固體廢棄物污染、大氣污染和噪聲污染等。其中水體污染固體廢棄物污染和大氣污染的日益嚴重,已經嚴重制約了生活質量的提高,故備受關注。研究表明,納米TiO2能處理多種有毒化合物,可以將水中的烴類、鹵代烴、酸、表面活性劑、染料廢水、含氮有機物、有機殺蟲劑、木材防腐劑和燃料油等(見表1-1)很快地完全氧化為CO2、H2O等無害物質。無機物污染物也可在TO2表面產生光化學活性,獲得凈化。例如,廢水中的Cr具有較強的致癌作用,在酸性條件下,TO2對Cr+具有明顯的光催化還原作用,其還原效率高達85%12。

二氧化鈦光催化技術的應用

  二氧化鈦光催化技術的應用

  迄今為止,已經發現有2000多種難降解的有機化合物可以通過光催化反應而迅速降解目前,發達國家已嘗試應用光催化技術來解決日益嚴重的水、空氣和土壤等環境污染問題13-1。西班牙的PSA建造了歐洲一臺工業規模的廢水處理反應裝置,處理含有苯酚、乙二醇、苯乙烯等多種有機污染物的樹脂廠廢水,年處理能力為1000m3;-在美國已將這些技術應用于光催化空氣凈化器以及核污染土壤的凈化處理等方面。在廢氣凈化方面,利用光催化氧化反應,可將汽車尾氣中的NO、CO轉化成無害的N2和CO2;還可以凈化室內空氣、冰箱異味等。在日本已將光催化劑鍍在高速公路上的隧道照明燈上,用于分解通過的汽車所排放的廢氣,效果很好。這種玻璃還不易結霧,能保持透明度。除此以外,光催化劑技術從日用品到建材,以及通信、交通等領域均在廣泛應用。

  光催化產品有光氧催化設備、光氧化活性炭一體機、空氣凈化器、具有自清潔的建筑玻璃、瓷磚衛生潔具、車廂擋風玻璃、眼鏡片等產品因而光催化技術在環境保護上的應用開發在我國有廣闊的應用前景。雖然我國在光催化技術應用開發方面還處于起步階段,但在基礎研究方面,為光催化技術環境凈化應用提供了技術支撐。


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