南京光催化氧化廢氣處理設(shè)備廠家定制款

    南京光催化氧化廢氣處理設(shè)備廠家定制款方法亦需要幾的高溫。
    光催化反應速率與催化劑特性、體系組成、反應物類型等內(nèi)在和外在的許多因素緊密相關(guān)。一般來說，催化劑本身的特性、催化劑表面狀態(tài)、反應介質(zhì)條件(PH值、溶劑、電荷大小、空間)、反應物類型和濃度、反應物的吸附與解吸、氧濃度、光源(波長、強度)等對光催化反應有決定性行影響，體系中的干擾吸附質(zhì)、負載光催化劑的材料等對反應液有重要影響。
   1、催化劑的活性
    TiO2光催化劑的催化活性在很大程度上影響光催化反應速率，而TiO2光催化活性主要受TiO2的晶型和粒徑的影響，銳鈦型TiO2的催化活性高，隨著粒徑的減小，電子與空穴簡單復合的概率降低，光催化活性增大。另外，孔隙率、平均孔徑、粒子表面狀態(tài)、純度等對其光催化活性也均有一定影響。
    為了提高光降解效率，對TiO2光催化劑進行改性。如研制納米TiO2，制備TiO2的復合半導體，金屬離子摻雜、染料光敏化等。也可以采用各種手段制備TiO2催化劑，以提高光催化劑的活性，如下是兩種制備負載TiO2顆粒的方法:
    笫一種方法是先將鈦醇鹽溶于醇溶劑中，加入水和造孔劑炭黑配成涂覆漿料，以浸提法涂在基板上，經(jīng)過多次梯度焙燒后.獲得在基板上附著一層多孔的TiO2光催化薄膜，對水和空氣中的有機污染物有良好的催化降解率。
    另一種方法是將載體進行清潔處理，然后送入真空壓力小于或等于5.0*103Ph，設(shè)置純金屬鈦靶的真空設(shè)備中，利用中頻交流磁控濺射純鈦靶。純金屬鈦靶材和氧氣在磁控濺射的條件下在載體上直接生成TiO2光催化薄膜。其制備的TiO2光催化薄膜可由單一銳鈦礦相組成或是由單一金紅石相組成，或是兩者的混合相組成。
    (2)底物反應體系
    有機物所處的反應體系復雜，反應物的初始濃度及性質(zhì)、溶液屮的離子、氧化劑及pH值等因素共同影響有機物的光催化降解。
    底物的起始濃度和類型:在低濃度下反應速率與有機物濃度成正比。隨著濃度的升高，反應速率與濃度不再呈線性關(guān)系。而在某一高濃度范圍反應速率與濃度無關(guān)。底物的不同結(jié)構(gòu)影響降解速率。
    離子:反應體系的陰陽離子對光催化降解有機物的影響很復雜。它與離子的種類可能存在的競爭性吸附和競爭性反應，電子空穴復合中心的增減以及反應條件等有關(guān)。
    氧化劑和體系PH值:反應體系加入氧化劑后，催化劑表面電子被氧化劑俘獲，降低了空穴與電子的復合率，促使了OH的生成。氧化劑的作用受其加入濃度的影響，PH值影響OH在光催化劑表面的吸附。此外，反應物的結(jié)構(gòu)不同，對光催化劑表面--OH的吸附力不同，從而導致不同的反應物降解適宜的初始PH值不同。
    (3)溫度和光強
    光催化反應的表現(xiàn)活化能很低，溫度對反應速率影響不明顯，300-400nm的弱紫外光就能提供電子空穴分離所需的能量，低光密度下，光降解率隨著紫外光的光強增大而線性增大，中光密度下光催化降解與光強的平方根成正比，而高光密度下主要受質(zhì)子轉(zhuǎn)移條件控制，光強無多大影響，TiO2只可以吸收太陽光中弱紫外部分。
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    光催化氧化還原以n型半導體為催化劑，如TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2、WO3等。TiO2由于化學性質(zhì)和光化學性質(zhì)均十分穩(wěn)定，且無毒價廉，貨源充分，所以光催化氧化還原去除污染物通常以TiO2作為光催化劑。光催化劑氧化還原機理主要是催化劑受光照射，吸收光能，發(fā)生電子躍遷，生成“電子—空穴”對，對吸附于表面的污染物，直接進行氧化還原，或氧化表面吸附的羥基OH-，生成強氧化性的羥基自由基OH將污染物氧化。
    當用光照射半導體光催化劑時，如果光子的能量高于半導體的禁帶寬度,則半導體的價帶電子從價帶躍遷到導帶，產(chǎn)生光致電子和空穴。如半導體TiO2的禁帶寬度為312eV，當光子波長小于385nm時，電子就發(fā)生躍遷，產(chǎn)生光致電子和空穴(TiO2+hν→e-+h+)。
    對半導體光催化反應的機理，不同的研究者對同一現(xiàn)象也提出了不同的解釋。氘同位素試驗和電子順磁共振（ESR）研究均已證明，水溶液中光催化氧化反應主要是通過羥基自由基（·OH）反應進行的，·OH是一種氧化性很強的活性物質(zhì)。水溶液中的OH-、水分子及有機物均可以充當光致空穴的俘獲劑，具體的反應機理［2］如下（以TiO2為例）：
    TiO2+hν→h++e-
    h++e-→熱量
    H2O→OH-+H+
    h++OH-→OH
    h++H2O+O2-→·OH+H++O2-
    h++H2O→·OH+H+
    e-+O2→O2-
    O2-+H+→HO2·
    2HO2·→O2+H2O2
    H2O2+O2-→OH+OH-+O2
    H2O2+hν→2OH
    Mn+(金屬離子)+ne+→M
    2提高光催化利用效率的方法
    在對光催化氧化反應機理的認識基礎(chǔ)上，研究者提出了一系列提高光催化利用效率的方法[3]。
    2.1納米光催化劑TiO2的應用
    在光催化反應中，催化劑表面的OH-基團的數(shù)目將直接影響催化效果。TiO2浸入水溶液中，表面要經(jīng)歷羥基化過程。晶粒尺寸越小，粒子中原子數(shù)目也相應減少，表面原子比例增大，表面OH-基團的數(shù)目也隨之增加，從而提高反應效率。
    由于量子效應，近年來，新的研究方向就是研制納米半導體材料—納米光催化劑。納米光催化材料比一般光催化材料在促進光催化反應的活性作用上，主要體現(xiàn)在2個方面。