
低溫等離子凈化器體技術基本原理跟去除污染物研究現狀其一、低溫等離子凈化器技術與光催化技術結合去除污染物的基本原理
通過浸漬的方法將催化劑P25負載于活性炭網上,形成催化劑膜。室內污染物濃度與工業排放濃度相差甚遠,活性炭網在負載催化劑的同時提高污染物的局部濃度,低溫等離子凈化器在結合作用時,光催化與等離子體同時作用于局部濃度較高的污染物,除外在光源對催化劑起到激發外,等離子體產生過程中碰撞電離過程中產生的能級躍遷所釋放出來的光能在387.5nm以下的紫外光,因而具有激發納米顆粒產生空穴和電子的作用;在強電場作用下,電子的定向運動有利于減小電子空穴的復合;光催化對甲醛的去除具有不完全性,等離子體的存在,可對污染物進一步進行電離,因而可以提高污染物的去除程度;等離子體在應用過程中不可避免的會產生對人體有害的臭氧,活性炭網上如負載合適的催化劑可加快臭氧的,提供多的活性粒子氧原子,因而結合作用去除污染物是通過光催化與等離子體的共同作用來實現的,即在利用各自去除污染物的特性同時,彼此之間能夠克服缺陷,提高污染物處理量和去除的完全程度,加快光催化技術和低溫等離子體技術的產業化進程。
其二、等離子凈化器去除室內污染物研究現狀
對于納米光催化空氣凈化技術的研究,眾多研究一方面主要集中在提高催化齊」活性和降低能帶方面,另一方面是通過將光催化與其他技術聯用以提高污染物去除效果:
(1)等離子凈化器在提高催化劑活性和降低能帶方面:主要通過摻雜金屬離子,貴金屬,復合半導體等來減小電子與空穴的復合,降低帶隙能帶來提高光催化效率。
(2)在催化劑活性一定前提下,為提高污染物的污染物的去除效果,主要通過將光催化技術與活性炭吸附和臭氧凈化相結合的研究:在光催化技術與活性炭技術相結合研究方面:做了大量工作,通過分析流速、初始濃度、濕度等對污染物去除效果的影響,結果發現光催化技術在污染物濃度較高條件下光催化反應效率較高,而在污染物濃度較低條件下的污染物光催化去除效果不明顯;為了提高低濃度下污染物光催化凈化效率,通過將納米Ti02負載不同的活性炭載體上,進行光催化去除甲醛的實驗,結果表明,在無活性碳存在時,甲醛去除率25%左右,而活性炭網存在時去除率可達75%,同時光催化作用延長了活性炭的吸附活性,但是隨著來流氣體速度的增加,以活性炭網載體為例,0.44cm/s時,甲醛的去除率可達71%左右,而在流速增加到1Cm/S時,去除率僅為45%左右,去除效果隨流速增加而下降,盡管活性炭發揮了吸附作用,對污染物去除效果的提高起到了作用,但是對于去除率和處理量的提高仍然是有限的;均守光催化與活性炭相結合對苯等污染物進行了去除實驗,在流速為1.18cm/s時,無活性碳存在時,苯的去除率僅為17%左右,而活性炭存在時其去除率可達52%左右,結果表明在利用活性炭的吸附功能在催化劑表面形成局部的高濃度,對于提高污染物的去除效果起到了作用,但發現兩種技術相結合污染物去除率的提高也有限,且污染物反應流速(即處理量)較小,文獻中氣體流速大多在0.07cm/s一1.18cm/s之間。
即隨著污染物流量的增加與流速的加快,光催化的去除效果下降,盡管活性炭的存在提高提高了污染物的局部高濃度,但是對于污染物的去除量仍然受到限制。
在光催化與臭氧凈化技術相結合研究方向:光催化與臭氧相結合,對進行去除實驗,利用臭氧產生的強性的氧原子對污染物進行去除,結果表明在入口量為5ppmv時,單獨光催化作用時,去除率為82%左右,而與臭氧共同作用時,去除率可達92%左右,當入口濃度20ppmv時,單獨光催化作用時,去除率僅為16%左右,而與臭氧相結合時,去除率可達到78%左右;光催化技術與臭氧相結合對甲醛進行去除實驗,通過有無臭氧的對比情況的對比,在低濃度1.84mg/m3時光催化去除率73.6%,在臭氧存在時去除率可達79.4%,在高濃度24mg/m3時,光催化去除率為43.4%,有臭氧存在時去除率為72%,可知臭氧的存在地提高了污染物的去除的去除效果,但臭氧本身是一種對人體有害的污染物,對于室內空氣凈化,實際應用過程中應嚴格控制參與反應后臭氧的殘余量,以減少對人體的二次污染。另外在對甲醛進行去除時,甲醛的來流速度為1.06cm/s,處理量也受到限制,因而應采用的結合技術提高室內污染物低濃度下去除量是光催化技術實際應用的關鍵。
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