工业废气催化净化设备|催化剂及其光氧化机理

阳光尤其是紫外光照射到半导体催化剂微粒上时,形成光生电子--空穴对。在电场的作用下，电子与空穴有效分离并迁移到纳米催化剂微粒表面的不同位置。光生空穴有很强的获得电子能力,可夺取吸附于半导体微粒表面的有机物或溶剂中的电子，使原本不吸收入射光的物质活化而被氧化；电子受体则通过接受纳米催化剂微粒表面的电子被还原，水溶液中的光催化氧化还原反应就在纳米催化剂微粒表面进行。吸附于纳米催化剂微粒表面的水分子被光生空穴氧化后,生成氧化能力和反应活性极强的氢氧自由基(•OH)。

•OH是水中存在的反应活性强的氧化剂, 对作用物无选择性, 其对细胞的DNA复制和细胞膜代谢带来有害的影响。

纳米催化剂微粒膜本身对微生物细胞性和杀灭作用, 只有在太阳光尤其是紫外光照射下,才具有杀灭的作用。纳米催化剂微粒光催化有直接和间接反应两种不同的机理。光激发纳米催化剂和细胞间的直接反应是光生电子和光生空穴直接和细胞壁、细胞膜或细胞的组成成分反应,导致功能单元失活而令细胞死亡。例如在大肠杆菌被光激发的纳米催化剂微粒完全杀死时, 细胞内辅酶A的含量下降而二聚体辅酶A的含量上升。这是因为光激发纳米催化剂产生电子空穴对, 导带中的光生电子转移给O2 等电子受体,价带中的光生空穴则接受辅酶A的电子，从而使辅酶A通过双硫键键合形成二聚体而导致辅酶A失活。

另一机理则是光激发纳米催化剂与细胞的间接反应，即光生电子或光生空穴与水或水中的溶解氧反应，形成氢氧自由基(•OH)和过氧化氢自由基(HO2•)等活性氧类，这些活性自由基的反应活性和氧化能力强。它们可与细胞壁、细胞膜或细胞内的组成成分发生生化反应，这已被许多实验研究所证实。

因此，纳米催化剂微粒膜光催化机理是光生电子和光生空穴及形成于水中的•OH，•O+2，HO2•和H2O2与细胞壁、细胞膜或细胞内的组成成分反应而杀死。

纳米纳米催化剂的功能在紫外线照射下才具有光催化作用，亦即表现出、作用，且在空气中极易氧化、吸湿、团聚、性能不稳定。通过掺杂贵金属可以防止电子-空穴对的复合， 促进电子-空穴对的有效分离，从而使催化剂性能更加稳定，这些金属中以银的能力强。Leo M.Sudnik等应用表面增强Raman光谱检测了沉积于纳米催化剂表面的多晶型银，发现了银离子的光学诱导还原作用，Ag可作为纳米催化剂光化学活性剂。其特征是该材料不仅在光照下能产生良好功效，在微弱光甚至无光照条件下同样能产生效果。[3]

因此，若将纳米催化剂与Ag+复合，所得的载银纳米催化剂由于Ag掺杂效应，其光吸收带隙变窄，吸收光移向长波方向，以至具有可见光催化活性。在无光条件下，可利用Ag+的效果，由此大大拓宽了材料的应用范围。

过渡金属掺杂的机理主要是通过引入过渡金属离子在本征半导体中形成间隙、空位、占据本征离子亚晶格等方式形成杂质缺陷，扩展光吸收范围。同时这些缺陷可能成为光生电子或空穴的捕获中心使电子与空穴有效分离。

卢安贤等用溶胶一凝胶法制备了Fe纳米二氧化钛光催化薄膜，认为[Fe]／[纳米催化剂](摩尔比)为0.005时薄膜对敌敌畏的降解率。肖美群等应用电化学阳极氧化法制备不同Fe掺杂量的纳米催化剂薄膜，发现掺Fe后纳米催化剂薄膜吸收带边明显向长波方向移动，Fe的浓度为1.08％的纳米催化剂薄膜红移现象明显，归因于Fe的3d轨道电子激发到导带上。不同掺铁方式对纳米催化剂薄膜光催化活性影响不同，梁园园等以化学纯的钛酸正四丁酯为主要原料采用溶胶凝胶工艺在普通玻璃表面制备表面掺铁与体相掺铁的纳米催化剂薄膜，光催化降解甲基橙溶液时，体相掺铁的剂量为n(Fe)／n(Ti)=O.12％，表面掺铁的剂量为n(Fe)／n(Ti)=1.5％，而表面掺铁薄膜的光催化表观速率常数比体相掺铁的值要高1.5倍，根据AES的谱图分析其原因是表面掺铁薄膜的铁集中于薄膜外层，与体相掺杂的薄膜相比增加了纳米催化剂的表面缺陷，使电子与空穴有效分离，有效地转移了电荷，光催化活性得到增强，因而表面掺杂优于体相掺杂。[1]

另外，利用阴离子掺杂，多离子掺杂的实验均有报道，其结果表明多种掺杂元素均对纳米催化剂光催化性能有所提高，其更深入的研究及理论仍有待发展。

光等离子空气净化器净化原理我们的产品采用的是光等离子的净化原理，直观地说，光等离子是采用高级光化学技术所形成的一种高级氧化技术，几年前由美国科学家提出的概念，通过有两种波长的特种紫外光源，能产生出一系列强烈的光、电等离子体集群，统称为光等离子。 EUV系列光等离子空间净化器是由本公司自主研发生产的高科技专利产品，采用目前世界上的光等离子净化技术，以由我公司独有的航天技术专利研制成功的特种紫外光源为核心部件，利用其产生的特种双波段紫外光的作用，迅速、的在空气中形成光等离子体，从而能够、、迅速的对使用空间内的空气进行净化。它集有效怯臭、和杀毒于一体，杜绝二次污染的产生，能够释放和补给被称为空气维生素的负氧离子，适用于在室内、卫生间、车内、医院、学校、地铁、宾馆等各种场所应用。 光等离子净化器效果已经被以下机构认可并推广 1.美国环保局(EPA) 2.美国国家技术转让中心(National Technology Transfer Center

) 3.国家环境研究中心(NCER National Center for Environmental Research) 在美国生物技术公司和美国国家实验室联合试验的结论中，光等离子净化技术被描述成为比目前世界上其他净化技术的净化速度快500-1000倍。原因是它能产生上述一群光等离子氧化物集团。和传统的高压放电产生O3同时也产生氮氧化物副作用具有本质不同的是，以紫外光为源头所产生出的这类综合性强氧化物，不会对空气中氮等分子进行电离，这些氧化物质非常纯净，其净化结果没有残留物，不会带来任何副作用，而且速度比通常的氯化物净化快数千倍，既又。故在摧毁、霉菌和病毒、综合性有机污染等净化能力上，是任何一种其他净化技术所无法相提并论的，也不是过滤、负离子、臭氧等手段相加所能匹敌。正因为此，光等离子技术才会被美国政府认定为目前世界上的净化技术。 传统的方法主要有三种：一是紫外线，二是试剂，三是加热。这些方法已被人们习惯使用，其性、可靠性已被长期的实践所证实。但是它们也有各自的缺陷。

紫外线：以光波辐射作用，光波为直线传播，其照射强度与距离平方成反比，只有照射到的位置且达到照射标准才有效果。并且所有紫外灯的能力随使用时间的增加而减弱。紫外线的主要问题在于：它穿透能力小，在紫外线照射不到的地方，效果不好；其能力随着使用时间的增加而减小，而且灯管寿命短，更换过于频繁，运行费用较高。化学试剂： 化学试剂药味大，不能自然排出，需要空调长时间置换新风，从而增加了能耗。同时也存在二次污染的问题，剩余的直接排入大气，造成对周围环境的污染。如甲醛熏蒸，操作麻烦，熏蒸时间长，有二次污染物，对人体有危害。并且在后的几天内，其悬浮粒子数还会增加。

加热：包括干热和湿热，其缺点是温度高，能耗大，有的物品如原材料、仪器仪表、塑料制品等就不宜加热。

以上三种方法的弊端是客观存在的，也是无法避免的。本公司经营光等离子空气净化器，质量保证，欢迎咨询洽谈。