光氧凈化設(shè)備主要用作于食品、醫(yī)藥、化工、污水、垃圾、塑膠、噴涂、造紙、輪胎等生產(chǎn)環(huán)節(jié)揮發(fā)或滲漏出有害廢氣的凈化及臭味的消除。光化學(xué)及光催化氧化法是目前研究較多的一項(xiàng)高級(jí)氧化技術(shù)。所謂光催化反應(yīng)，就是在光的作用下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)反應(yīng)需要分子吸收特定波長的電磁輻射，受激產(chǎn)生分子激發(fā)態(tài)，然后會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的物質(zhì)，或者變成引發(fā)熱反應(yīng)的中間化學(xué)產(chǎn)物。光化學(xué)反應(yīng)的活化能來源于光子的能量，在太陽能的利用中光電轉(zhuǎn)化以及光化學(xué)轉(zhuǎn)化一直是十分活躍的研究領(lǐng)域。

光催化氧化技術(shù)利用光激發(fā)氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結(jié)合。所用光主要為紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工藝，可以用于處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯(lián)苯等難降解物質(zhì)。另外，在有紫外光的Fenton體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協(xié)同效應(yīng)，使H2O2分解產(chǎn)生羥基自由基的速率大大加快，促進(jìn)有機(jī)物的氧化去除。

大自然具有十分強(qiáng)大的自我修復(fù)功能， 例如排放在大氣中的廢氣物質(zhì)，經(jīng)過一段時(shí)間廢氣物質(zhì)會(huì)慢慢被分解掉，其中最主要的過程是發(fā)生了光化學(xué)反應(yīng)。廢氣物質(zhì)通過吸收光子或其他粒子的能量，使得化學(xué)鍵斷裂，形成游離態(tài)的原子，再經(jīng)過一系列的氧化還原等反應(yīng)，最終生成 H 2 O 和 CO 2 等簡(jiǎn)單物質(zhì)。

經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)化學(xué)物質(zhì)通過吸收能量(如熱能、光子能量等) ，可以使自身的化學(xué)性質(zhì)變得更加活躍甚至被裂解。當(dāng)吸收的能量大于化學(xué)鍵鍵能，即可使得化學(xué)鍵斷裂，形成游離的帶有能量的原子或基團(tuán)。在波長范圍154nm-184.9nm(1200KJ/mol-600KJ/mol)高能紫外線的作用下，一方面空氣中的氧被裂解，然后組合產(chǎn)生臭氧;另一方面將污染物化學(xué)鍵斷裂，使之形成游離態(tài)的原子或基團(tuán);同時(shí)產(chǎn)生的臭氧參與到反應(yīng)過程中，使廢氣最終被裂解，氧化成簡(jiǎn)單的穩(wěn)定的化合物，如CO2、H2O、N2等。

由于與有機(jī)廢氣的燃燒本質(zhì)一樣，都是通過分子吸收能量(燃燒吸收的熱能，光解吸收的是光子能量)被裂解后氧化生成簡(jiǎn)單物質(zhì)，而光解的反應(yīng)溫度為常溫，故我們也習(xí)慣稱其為“冷燃燒”。

發(fā)現(xiàn)歷史及種類

紫外線是電磁波譜中波長從10nm到400nm輻射的總稱，不能引起人們的視覺。1801年德國物理學(xué)家里特發(fā)現(xiàn)在日光光譜的紫端外側(cè)一段能夠使含有溴化銀的照相底片感光，因而發(fā)現(xiàn)了紫外線的存在。

在限定太陽輻射照度的國際標(biāo)準(zhǔn)草案中將紫外光譜的范圍劃分如下表:

用途

光氧凈化設(shè)備主要用作于食品、醫(yī)藥、化工、污水、垃圾、塑膠、噴涂、造紙、輪胎等生產(chǎn)環(huán)節(jié)揮發(fā)或滲漏出有害廢氣的凈化及臭味的消除。

光氧催化技術(shù)廢氣處理簡(jiǎn)要原理

應(yīng)用于工業(yè)廢氣治理中的紫外線波長為154nm-254nm，波長越短能量越大。在這個(gè)波長區(qū)域中，由于154nm-185nm的波長相對(duì)比較短所以“殺傷”的空間范圍也較小。而185nm-254nm盡管波長較長但是殺傷空間范圍相對(duì)較大。

廢氣的光解氧化機(jī)理包括兩個(gè)過程：

1.在產(chǎn)生高能離子群體的過程中，一定數(shù)量的有害氣體分子受高能作用，本身分解成單質(zhì)或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。

2.含有大量高能粒子和高活性的自由基的離子群體，與大分子氣體(如苯、甲苯等)作用，打開了其分子內(nèi)部的化學(xué)鍵，轉(zhuǎn)化為無害的小分子物質(zhì)。新生態(tài)的氧離子具有很強(qiáng)的氧化性，它能有效的氧化分解不受負(fù)離子作用控制的有機(jī)物。和廢氣反應(yīng)后多余的氧離子(正)，能與氧離子(負(fù))很快結(jié)合成中性氧，因而不會(huì)更多地對(duì)設(shè)備及環(huán)境造成不利影響。

1.惡臭物質(zhì)能否被裂解，取決于其化學(xué)鍵鍵能是否比所提供的UV 光子的能量要低。

2.裂解時(shí)間是否足夠1S，氧化反應(yīng)的時(shí)間是否達(dá)到5-8S;

3.提供的 UV 光子總功率不夠或者含氧量不足，會(huì)因?yàn)榱呀饣蜓趸煌耆梢恍┲虚g副產(chǎn)物，從而影響凈化效率。對(duì)于高濃度大分子的有機(jī)惡臭物質(zhì)體現(xiàn)得較為明顯。

4.UV 光解凈化的長期穩(wěn)定、高效，需要反應(yīng)溫度<60℃，粉塵量<100mg/m 3 ，相對(duì)濕度<97%。

5.廢氣物質(zhì)中若某種特殊化學(xué)元素的含有量過高 (如 Cl、 F 等) ，也會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)化劑臭氧的生成量大大降低，最終影響總體的凈化效果。

應(yīng)用范圍

硫化氫：紙漿、煉油、煉焦、石化、煤氣、糞便處理、二硫化碳的生產(chǎn)或加工

硫醇類：紙漿、煉油、煤氣、制藥、農(nóng)藥、合成樹酯、合成纖維、橡膠

硫醚類：紙漿、煉油、農(nóng)藥、垃圾處理、生活污水下水道

氨：氮肥、硝酸、煉焦、糞便處理、肉類加工

胺類：水產(chǎn)加工，畜產(chǎn)加工、皮革、骨膠

吲哚類：糞便處理、生活污水處理、煉焦、肉類腐爛、屠宰牲畜

硝基：燃料、炸藥

烴類：煉油、煉焦、石油化工、電石、化肥、內(nèi)燃機(jī)排氣、油漆、溶劑、油墨印刷

醛類：煉油、石油化工、醫(yī)藥、內(nèi)燃機(jī)排氣、垃圾處理、鑄造