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光氧催化除臭设备|光氧催化净化处理|光催化设备

 

发布日期:2014-09-27

光触媒[PHOTOCATALYSIS]是光 [Photo=Light] + 触媒(催化剂)[catalyst]的合成词。光触媒是一种在光的照射下,自身不起变化,却可以促进化学反应的物质,光触媒是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量,来产生催化作用,使周围之氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质,不仅能加速反应,亦能运用自然界的定侓,不造成资源浪费与附加污染形成。最具代表性的例子为植物的"光合作用",利用光能转化为氧气及水。
 

光触媒于1971年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭教授发现。在一次试验中对放入水中的氧化钛单结晶进行了光线照射,结果发现水被分解成了氧和氢。这一效 果作为 “ 本多 · 藤岛效果 ”(Honda-Fujishima Effect)而闻名于世,该名称组合了藤岛教授和当时他的引导教师----东京工艺大学校长本多健一的名字。

 

1992年第一次二氧化钛光触媒国际研讨会在加拿大举行,日本的研究机构发表许多关于光触媒的新观念,并提出应用于氮氧化物净化的研究成果。因此二氧化钛相关的专利数目亦最多,其它触媒关连技术则涵盖触媒调配的 制程、触媒构造、触媒担体、触媒固定法、触媒性能测试等。



光催化氧化是在外界可见光的作用下发生催化作用,光催化氧化反应是以半导体及空气为催化剂,以光为能量,将有机物降解为CO2和H2O。安居乐采用的半导体是目前反应效率最高的纳米TiO2光催化剂,经蜂窝陶瓷载附特殊处理后使用,达到理想效果。

  在光催化氧化反应中,通过紫外光照射在纳米TiO2光催化剂上产生电子空穴对,与表面吸附的水份(H2O)和氧气(O2)反应生成氧化性很活波的羟基自由基(OH-)和超氧离子自由基(O2-、0-)。能够把各种废臭气体如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其它VOC类有机物、无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它无毒无害物质,同时具有除臭、消毒、杀菌的功效,由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂,所以不会产生二次污染。

  安居乐除臭设备核心中的纳米光催化触媒材料(GC-100)是一种吸取光能后,能在其表面产生催化反应的物质,当特定纳米波长的紫外光照射光催化触媒材料(GC-100)时,其表面发生光催化氧化还原反应。光催化触媒材料(GC-100)吸取光子后在其表面产生电子(E—)和空穴(H+),将吸取的光能转化成化学能,即具有光催化作用。

当光催化触媒材料(GC-100)与空气中的水接触时,表面就吸附H2O、O2、OH—,H2O、 OH—被空穴(H+)所氧化,O2被电子(E—)还原,反应室如下:
  H2O+ H+ OH. + H+ O2+ E— O2—.
  OH—基团的氧化能力较强,使有机物氧化,最终分解为水和CO2。

下面为典型污染物的氧化机理。

脂肪族氧化机理:

  该装备中激发的特定波长紫外光激发光催化触媒材料(GC-100)所生成的OH. 具有强氧化作用,将脂肪族氧化为醇,进一步氧化为醛、酸,最后脱羧生成二氧化碳,整个过程可描述如下:
  R–CH2 CH3R–CH2 CH2 OH RCH2 CHORCH2 COOHR–CH3 +CO2RCH2 OHRCHOR–COOH
  每降解一个碳原子,生成一个CO2,重复循环,直到脂肪族完全转化为CO2为止。

芳香族氧化机理:
  该装备中激发的特定波长紫外光激发催化触媒材料(GC-100)所生成的OH. 和H+使苯环羟基化,生成羟基环已二烯自由基,进而开环生成已二烯二醛,再按脂肪族氧化途径降解,生成CO2和水。

无机气体氧化机理:H2S+O2 2S+SH2O 4NH3+3O2 2N2+6H2O

  综上所述,利用光催化触媒材料(GC-100)的光化作用,可以使接触光催化剂的水份、臭气、细菌、污物等有机成份都被分解,从而具有除臭、抗菌、防污、防雾的功能。

  该设备核心中的纳米光催化触媒材料(GC-100)是一种吸取光能后,能在其表面产生催化反应的物质,其功能类似于植物的叶绿素。当特定纳米波长的紫外光照射光催化触媒材料(GC-100)时,其表面发生光催化氧化还原反应。安居乐光催化触媒材料(GC-100)吸取光子后在其表面产生电子(E—)和空穴(H+),将吸取的光能转化成化学能,即具有光催化作用。 当光催化触媒材料(GC-100)与空气中的水接触时,表面就吸附H2O、O2、OH—,H2O、 OH—被空穴(H+)所氧化,O2被电子(E—)还原,反应室如下:
  H2O+ H+ OH. + H+ O2+ E— O2—.
  OH—基团的氧化能力较强,使有机物氧化,最终分解为水和CO2。

下面为典型污染物的被该装备氧化机理。

脂肪族、脂肪胺、脂肪酸催化氧化机理:
  该装备中激发的特定波长紫外光激发光催化触媒材料(GC-100)所生成的OH. 具有强氧化作用,将脂肪族氧化为醇,进一步氧化为醛、酸,最后脱羧生成二氧化碳,整个过程可描述如下:   

R–CH2 CH3R–CH2 CH2 OH RCH2 CHORCH2 COOHR–CH3 +CO2RCH2 OHRCHOR–COOH   

每降解一个碳原子,生成一个CO2,重复循环,直到脂肪族完全转化为CO2为止。

芳香族苯、甲苯、二甲苯催化氧化机理:
  该装备中激发的特定波长紫外光激发催化触媒材料(GC-100)所生成的OH. 和H+使苯环羟基化,生成羟基环已二烯自由基,进而开环生成已二烯二醛,再按脂肪族氧化途径降解,生成CO2和水。

无机气体硫化氢、氨气氧化机理:H2S+O2 2S+SH2O 4NH3+3O2 2N2+6H2O

  综上所述,利用光催化触媒材料(GC-100)的光化作用,可以使接触光催化剂的水份、臭气、细菌、污物等有机成份都被分解,安居乐设备从而具有除臭、抗菌、防污、防雾的功能。

  设备可以作为光解氧化除臭设备,也可以作为低浓度废气的直接处理设备,在应用于废气净化领域时,每1000m3/h废气配置紫外线灯1支;在空气净化领域,每4000m3/h废气配置紫外线灯1支。

在工业光催化除臭设备上,是上海安居乐开创了工业废气净化光触媒领域。广泛应用于中石化、中海油、中国航天、中粮集团、富士康、拜耳、西门子、SAMSUNG等有机废气处理领域,是当前国内做过最多著名品牌、五百强企业的有机废气治理环保企业。也是当之无愧的工业光催化氧化除臭设备的奠基者。

 

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