光催化光氧化是近年來(lái)日益受到重視的污染治理新技術(shù)。對(duì)VOCs降解率可達(dá)到90%-95%。該技術(shù)是指在一定波長(zhǎng)光照下，利用催化劑的光催化活性，使吸附劑在其表面的VOCs發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將有機(jī)物氧化成CO2、H2O及無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)。

    光催化光氧化具有選擇性，反應(yīng)條件溫和(常溫、常壓)，催化劑無(wú)毒，能耗低，操作簡(jiǎn)便，價(jià)格相對(duì)較低，無(wú)副產(chǎn)物生成，使用后的催化劑可用物理和化學(xué)方法再生后循環(huán)使用，對(duì)幾乎所有污染物均具凈化能力等優(yōu)點(diǎn)。

    在近幾年的研究中，納米TiO2光催化氧化技術(shù)日益顯露出其優(yōu)勢(shì)。納米TiO2是一種新型的高功能精細(xì)無(wú)機(jī)產(chǎn)品，其粒徑介于1-100nm。由于它的比表面積大，化學(xué)穩(wěn)定性和催化活性高，價(jià)廉且來(lái)源廣泛，對(duì)紫外光吸收率較高，抗光腐蝕性，且沒(méi)有毒性，對(duì)很多有機(jī)物有較強(qiáng)的吸附作用，使得它在去除氣態(tài)污染物方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)。

    納米TiO2的光催化光氧化綜合性能好，能在常溫常壓下直接用空氣作氧化劑，使多種有害氣體分解為無(wú)害氣體，不會(huì)造成二次污染，反應(yīng)在紫外線輻射條件下發(fā)生，發(fā)生反應(yīng)速度快，所需時(shí)間僅幾分鐘或幾個(gè)小時(shí)，因此是一種非常便利的VOCs凈化技術(shù)。

    為了避免實(shí)用過(guò)程中TO2的納米顆粒與空氣分離的難題，因此需要將納米TO2負(fù)載在載體材料上，制成負(fù)載型的納米TO2光催化劑才便于使用。其中，以活性炭纖維作為載體，將TiO2以膜的形式負(fù)載其上，能夠結(jié)合兩種物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，將有害氣體氧化成CO2和H2O，并具有抗菌殺菌的效果，對(duì)人體無(wú)毒，不需更換再生。

    近年來(lái)，國(guó)內(nèi)納米TiO2光催化技術(shù)的研究和應(yīng)用發(fā)展迅速。清華同方潔凈技術(shù)有限公司和寧波華光精密儀器有限公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的多種空氣凈化器就運(yùn)用了納米TO2光催化技術(shù)，產(chǎn)品已投放市場(chǎng)。北京市中科凱瀾科技發(fā)展有限公司應(yīng)用光催化技術(shù)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)了光催化空氣滅菌消毒凈化系列產(chǎn)品，這些光催化空氣凈化器可廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、學(xué)校賓館等公共場(chǎng)所。曹耀華等研究采用均勻沉淀法制備出半導(dǎo)體材料光催化劑——納米TO2粉體，粒徑10nm，晶型為銳鈦礦型，介紹了利用光催化氧化方法處理有機(jī)污染物苯酚的試驗(yàn)條件，經(jīng)紫外光照射后，苯酚的降解率達(dá)99.9%。

    研究結(jié)果表明，復(fù)合稀土化物的納米級(jí)粉體有極強(qiáng)的氧化還原性能，這是其它汽車尾氣凈化催化劑所不能比的。它的應(yīng)用可以徹底解決汽車尾氣中一氧化碳、氮氧化物和碳氧化物的污染問(wèn)題，活性炭纖維材料，特別是納米基礎(chǔ)上的碳纖維，對(duì)有機(jī)物的吸附上顯示出了明顯的優(yōu)勢(shì)。碳纖維的比表面積可達(dá)2000m2g，而粉末活性炭只有1000m3g。PNavarre等對(duì)二甲苯和乙酸乙酯利用碳纖維材料進(jìn)行吸附處理，著重研究了不同碳纖維、纖維層數(shù)、不同氣體以及氣體濃度間的關(guān)系，取得了較好的效果。

    此外，日本人對(duì)紫外光線分解氣態(tài)有機(jī)物作了研究。結(jié)果表明，在氣體情況下，有機(jī)氯化物和氟氯碳在185nm紫外光照射下，進(jìn)行氣相光解，兩種物質(zhì)都能在極短的時(shí)間內(nèi)分解，而且有機(jī)鹵化物的分解速度大于氟氯碳，三氯乙烯幾秒鐘內(nèi)即能分解成zui終產(chǎn)物CO2、CL2、F2及光氣等，三氯乙烯、乙酸等中間產(chǎn)物可通過(guò)NaOH溶液處理或延長(zhǎng)滯留時(shí)間等手段除去。

    此外，國(guó)外科學(xué)家還利用臭氧作為輔助氧化劑進(jìn)行了光催化氧化苯的研究以及各種光催化氧化反應(yīng)為補(bǔ)償技術(shù)機(jī)理的含苯、甲苯、二甲苯以及苯廢氣的研究，研究表明，光催化氧化反應(yīng)同活性碳吸附、催化燃燒法等補(bǔ)償技術(shù)相比，具有經(jīng)濟(jì)潛力光催化氧化技術(shù)處理ⅤOCs具有反應(yīng)效率高、不受溶劑分子的影響、易回收、反應(yīng)速率快等優(yōu)點(diǎn)，但這項(xiàng)技術(shù)還存在幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)難題。

    光催化氧化設(shè)備除臭原理

    近年來(lái)，已有不少學(xué)者提出解決以上問(wèn)題的方案，如針對(duì)TiO2進(jìn)行摻雜、貴金屬表面沉積、半導(dǎo)體復(fù)合、表面光敏化或超強(qiáng)酸化及微波制備等，以提高TiO2的光催化量子效率或可見(jiàn)光的利用率：采用溶膠凝膠法、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法、陰極電沉積法等多種方法，并通過(guò)改變干燥、焙燒等條件以制備既牢固又具有優(yōu)良光催化活性的TiO膜：把微波場(chǎng)、熱催化、等離子體等技術(shù)與光催化耦合，應(yīng)用于有機(jī)污染物的氣相光催化降解，以提高光催化過(guò)程的效率等。