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温度等基本上呈同向变化关系

文章出处: 人气:发表时间:2019-08-01

摘要:本文分析了纳米Ti02光催化处理室内VOC的反应机理,以室内空气中常见的挥发性有机物为例,分析了单一初始浓度、室内湿度、紫外光强、迎面风速、温度等因素的影响,及其与反应速率的曲线关系,并与动力学模型L-H进行比较,趋势预测结果满意。
    
关键词: 光催化反应  VOC  氧化速率
    
编辑:曾志雄  徐玉党
通讯处:华中科技大学环境学院暖通教研室


    1  前言
    随着生活水平的不断提高,人们对居住环境、办公环境的舒适性、美观性等要求越来越高,但随之而来,室内空气品质(IAQ)问题也日趋严重。因此,为了去除空气污染物,净化室内空气,人们采用了许多方式,如通风换气法、过滤法、吸附法等等。但是,问题依然存在甚至恶化,现时大量出现的病态建筑综合症就是一例。为此,急需发现更好的处理方式以改善IAQ现状。
    近年来,随着材料、化学科学的发展,兴起了一项新的技术用以消除VOC--应用纳米材料光催化作用降解挥发性有机物。

    2  微弱光下Ti02光催化反应原理
    在光化学反应中,一般认为需要有较强的光子能量作为光化学反应的推动力。在微弱光下,光催化剂的存在是诱发光化学反应的重要条件。
    通过反应生成的活性基团OH·和O 的寿命测定,遮断光源后,仍能保持一段时间。·OH基团的氧化能力较强,对有机物氧化、分解,最终分解为二氧化碳和水。

    3  催化氧化速率的影响因素分析
    对于室内VOC污染,有6种主要的污染物,ASHRAE推荐的检测空气过滤设备的试验标准把甲苯、甲醛作为代表物,但在实际的室内空气污染调查中,像甲醇、三氯乙烯等也大大超标,鉴于需要,在本文中,大家讨论三种有机物:甲苯、甲醇和三氯乙烯,分析影响Ti02对其催化氧化速率的几个主要因素。
    3.1  VOC初始浓度对氧化速率的影响
    3.2  室内空气湿度对氧化速率的影响
    3.3  照射紫外光强对氧化速率影响
    3.4  迎面风速对氧化速率的影响

    4  结论分析及其发展动态
    催化氧化速率与污染物初始浓度、紫外光强、温度等基本上呈同向变化关系,与空气湿度(甲苯例外)、迎面风速呈反向变化,而且试验数据得到的反应变化趋势与反应动力学理论模型L-H吻合很好,这样大家可以很好的预测反应的过程。    
    近年来,对纳米材料光催化反应的应用,许多科研人员作了大量的努力。为了提高纳米TiO2的光催化活性,从纳米材料的尺寸、晶型结构及构成比、纳米材料与基体材料的结合方式等方面作了很多的研究,纳米TiO2的固化技术也有很大的发展。在目前,这项技术在空调领域广泛应用还存在很多的问题,如:
    (1)利用太阳光的比例低、反应速度慢;
    (2)需要建立一个综合反应模型来反映对氧化速率的总体效果;
    (3)对其在空气处理设备方面的应用研究很少,离广泛应用还有一段很大的距离。
    虽然问题存在,但挥发性有机物在TiO2的光催化作用下可以降解成CO2和H2O,没有其他的中间产物,因而用于改善日益恶化的室内空气品质(IAQ)问题,不失为一种很好的解决办法,依此开发新型的空气处理净化设备,具有广阔的应用前景。本文对纳米TiO:光催化反应处理VOC进行一些分析,希翼对其他的研究开发有所帮助。

信息来源:互联网


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