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你不了解的等离子和光氧催化技术

文章出处:未知 人气:发表时间:2018-08-02 21:44
一.等离子技术去除污染物机理:
1.等离子体化学反应过程中,等离子体传递化学能量的反应过程中能量的传递大致如下:
(1) 电场+电子→高能电子
(2) 高能电子+分子(或原子)→(受激原子、受激基团、游离基团) 活性基 团
(3) 活性基团+分子(原子)→生成物+热
(4) 活性基团+活性基团→生成物+热
从以上过程可以看出,电子首先从电场获得能量,通过激发或电离将能量转移到分子或原子中去,获得能量的分子或原子被激发,同时有部分分子被电离,从而成为活性基团;之后这些活性基团与分子或原子、活性基团与活性基团之间相互碰撞后生成稳定产物和热。另外,高能电子也能被卤素和氧气等电子亲和力较强的物质俘获,成为负离子。这类负离子具有很好的化学活性,在化学反应中起着重要的作用。

2.等离子技术在环境工程中的应用
低温等离子体技术在废气处理中的应用随着工业经济的发展,石油、制药、油漆、印刷和涂料等行业产生的挥发性有机废气也日渐增多,这些废气不仅会在大气中停留较长的时间,还会扩散和漂移到较远的地方,给环境带来严重的污染,这些废气吸入人体,直接对人体的健康产生极大的危害;另外工业烟气的无控制排放使全球性的大气环境日益恶化,酸雨(主要来源于工业排放的硫氧化物和氮氧化物) 的危害引起了各国的重视。由于大气受污染而酸化,导致了生态环境的破坏,重大灾难频繁发生,给人类造成了巨大损失。因此选择一种经济、可行性强的处理方法势在必行。
降解挥发性有机污染物(VOCs)传统的处理方法如吸收、吸附、冷凝和燃烧等,对于低浓度的VOCs很难实现,而光催化降解VOCs又存在催化剂容易失活的问题,利用低温等离子体处理VOCs可以不受上述条件的限制,具有潜在的优势。但由于等离子体是一门包含放电物理学、放电化学、化学反应工程学及真空技术等基础学科之上的交叉学科。

3.等离子简单判断方法
可以用下面两个简单的规则来判断,即使你不懂低温等离子体技术也能判断出是真是假。
(1) 在废气净化的通道上必须充满了低温等离子体。这条规则判断很简单,只要用眼睛观察一下处理通道是否充满紫蓝色的放电就可以直观的了解是否是低温等离子体了(需要注意的是不要将各种颜色的灯光当作电离子体放电)。如果在废气处理的通道上只零星的分布若干的放电点或线,则处理的效果是非常有限的,因为,大部分的(VOCs)气体没有进过低温等离子体处理区域。
(2) 低温等离子体处理系统必须要有一定的放电处理功率。通常需要在2~5瓦时/米3。即1000米3/时的风量需要处理的电功率为2KW~5KW。如果号称1000米3/时的风量只需要几十或几百瓦的电功率,则zui多也就是静电(除尘)处理或局部处理而已。要想分解VOCs没有一定的能量是不可能的。
二.光氧催化技术\光触媒\UV光解:
   1.纳米材料在光的照射下,把光能转变成化学能,促进有机物的合成或使有机物降解的过程就是光触媒技术。这一过程也叫做光催化,所以光触媒技术又叫做光催化技术。
    纳米光触媒在光照射下,价带电子被激发到导带,形成了电子和空穴,与吸附于其表面的O2和H2O作用,生成超氧化物阴离子自由基,O2-和羟基自由基-OH,其自由基具有很强的氧化分解能力,能破坏有机物中的C-C键、C-H键、C-N键、C-O键、O-H键、N-H键,分解有机物为二氧化碳与水;同时破坏细菌的细胞膜固化病毒的蛋白质,改变细菌,病毒的生存环境从而杀死细菌、病毒。
    已研究的光触媒材料有TiO2、ZnO、Cds、WO3、Fe2O3,PbS、SnO3、In2O3、ZnS、SrTiO3和SiO2等十几种,这些半导体氧化物都有一定的光催化降解有机物的活性并且稳定、无毒。因其中大多数易发生化学或光化学腐蚀,不一定适合作为通用性的光催化剂。通常讲的光触媒都是以纳米二氧化钛为主要原料。
   2.光触媒技术应用特点
    1).光触媒通过光的照射,激发光触媒半导体的强氧化还原特性,像树叶一样分解污染物,释放负离子,改善空气质量:
    2).持续性:光触媒是触媒,是在光触媒材料表面上进行触媒反应,光触媒材料本身不会发生变化和损耗,在光的照射下不断净化污染物,持续作用时间长。
    3).安全性:光触媒二氧化钛是不溶性的陶瓷,在1968年通过美国的美国食品和药物管理局(FDA)认证,1983年在日本已被用于作为食品添加剂获得批准。光触媒原料在食品着色剂,口红,防紫外线化妆品等行业中广泛使用,白色油漆颜料和染料的白色纤维广泛应用于家庭和各种行业中都在广泛使用。
    4).高效环保
    光触媒利用太阳能,光能分解污染物。触媒效能很高,本身不参与反应,是新兴的绿色环保材料。
    5).全面性
    纳米光触媒可以有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、醋酸、氨、挥发性有机物(TVOC)等污染物,并具有高效广谱的消毒能力,将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。
    3.光触媒技术应用场合
    在建筑防污处理,局部空气污染治理,家居(办公室)污染综合治理,汽车污染综合治理,医疗,机构,学校,大厦的抗菌,消毒等,净化汽车尾气,工业排放对建筑物的污染;通信工具,输电线路等的霜,雪挂处理;汽车车镜,眼镜防雾作用;空气净化与大气污染治理,水处理,纺织品抗菌,防污,防臭,公共场所的抗菌,防污,除臭;食品,食品运输工具,仓库空间净化;养殖场的抗菌,病毒,防污,除臭处理;污水处理,水净化;金属机械设备防锈功能;建筑物外表,玻璃幕墙的清洁;文物古建筑防老化处理;照明领域,化妆品等各个行业都有非常好的应用。
文章链接:中国智能制造网 https://www.gkzhan.com/Tech_news/Detail/183076.html