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来看看光催化的技术应用
发布时间:2022-10-06   点击次数:167次
  光催化又叫光催化氧化或光氧催化,是在催化剂作用下进行的光氧化反应。光催化能将有机污染物彻底分解为二氧化碳、水和无机水分子物质。环境中常见的催化剂为二氧化钛(TiO2),大气颗粒物中含有此成分,可催化烃类化合物发生光催化氧化反应。
  光催化技术应用
  光催化氧化技术发展至今,主要形成了两大应用研究方向,即太阳能转化光催化和环境光催化。太阳能转化光催化,主要用于新能源的开发,主要途径是利用太阳能光解水制备氢气。
  由于氢能源属于绿色能源,具有无污染、热值高、可再生利用等优点,能有效替代污染重、数量有限且不能再生利用的石油能源,为能源危机提供了新的解决方式。环境光催化研究起步较晚,但随着性环境问题日益严重,现已成为光催化氧化技术的研究ZD。下面主要介绍环境光催化氧化技术的应用现状。
  1、自洁净技术
  利用光催化氧化实现自洁净,主要是通过制备光催化膜来实现。日本板硝子(株)玻璃建材公司研制了“Clearact”牌光催化自洁净玻璃,通过利用光催化剂的分解、亲水化能力和利用雨水的自洁净作用,能够长期保持窗玻璃的美观。同时日本的许多公司的科研部门还研制出了光催化氧化防污铝板、光催化氧化隔音墙等实用材料。
  2、防雾技术
  随着YL科学技术的进步,装备了内窥镜的外科手术设备的发展非常显著。在运用内窥镜进行的手术中,若视野障碍会成为危及患者生命的重大问题。
  日本自治医科大学的大平猛等和东京大学的桥本和人等合作,开发了采用TiO2涂膜玻璃的防雾装置,成功的确保了良好的内窥视野。与之相似的,在雨天驾车时,反射镜上沾上雨滴会降低后方视辨性。这主要是由于镜片水的浸润性不好,导致水以球状的水滴状态附着,造成表面起雾。
  3、KJ技术
  光催化剂TiO2能够降解有机物及无机物,同时还具有一定的杀菌功能。日本东京大学工学部的藤道昭等人经实验证明,纳米二氧化钛对脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有强杀死能力。
  光催化剂TiO2在紫外光照条件下产生电子-空穴对,并与空气中O2和H2O分子作用产生·OH、H2O2等。由于空穴、·OH、H2O2等有强氧化能力,可抑止如绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄糖菌、沙门氏菌、芽枝菌及曲霉菌等细菌的生长。
  4、废水净化
  研究发现,光催化剂TiO2在废水净化方面应用非常广泛,卤代脂肪烃、卤代芳烃、有机酸类、硝基芳烃、取代苯胺、多环芳烃、杂环化合物、烃类、酚类、染料、表面活性剂、农药等都能有效地进行光催化氧化反应,Z终生成无害的无机小分子物质。
  如以有机磷的光催化氧化降解反应为例,在TiO2的悬浊液中,通过紫外光作用,有机磷可实现完全无机化,并能定量的生成PO3。另外,含硫有机物在TiO2光催化氧化作用下也可实现无机化,其中硫定量氧化为SO2。
  5、空气净化
  环境污染日益突出,空气质量问题也越来越受到人们的关注。室内装饰、装修材料如油漆及其溶剂、木材防腐剂、涂料、胶合板等常温下可释放出甲苯、苯、二甲苯、甲醛等多种VOCs。日常生活中使用的化妆品、除臭剂、杀虫剂、各种洗涤剂等也导致大量VOCs向大气中释放。
  VOCs成分复杂,且多数具有较大毒性,会对人体产生较大危害,并且多种VOCs同时作用于人体时会有累积效应。光催化实际上许多气态污染物如VOCs都可以借助光催化法在气相中直接处理或与液相分离后在进行氧化降解,从而使污染得到治理。
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