光催化光氧化是近年來(lái)日益受到重視的污染治理新技術(shù)。對VOCs降解率可達到90%-95%。該技術(shù)是指在一定波長(cháng)光照下，利用催化劑的光催化活性，使吸附劑在其表面的VOCs發(fā)生氧化還原反應，將有機物氧化成CO2、H2O及無(wú)機小分子物質(zhì)。

    光催化光氧化具有選擇性，反應條件溫和(常溫、常壓)，催化劑無(wú)毒，能耗低，操作簡(jiǎn)便，價(jià)格相對較低，無(wú)副產(chǎn)物生成，使用后的催化劑可用物理和化學(xué)方法再生后循環(huán)使用，對幾乎所有污染物均具凈化能力等優(yōu)點(diǎn)。

    在近幾年的研究中，納米TiO2光催化氧化技術(shù)日益顯露出其優(yōu)勢。納米TiO2是一種新型的高功能精細無(wú)機產(chǎn)品，其粒徑介于1-100nm。由于它的比表面積大，化學(xué)穩定性和催化活性高，價(jià)廉且來(lái)源廣泛，對紫外光吸收率較高，抗光腐蝕性，且沒(méi)有毒性，對很多有機物有較強的吸附作用，使得它在去除氣態(tài)污染物方面有著(zhù)明顯的優(yōu)勢。

    納米TiO2的光催化光氧化綜合性能好，能在常溫常壓下直接用空氣作氧化劑，使多種有害氣體分解為無(wú)害氣體，不會(huì )造成二次污染，反應在紫外線(xiàn)輻射條件下發(fā)生，發(fā)生反應速度快，所需時(shí)間僅幾分鐘或幾個(gè)小時(shí)，因此是一種非常便利的VOCs凈化技術(shù)。

    為了避免實(shí)用過(guò)程中TO2的納米顆粒與空氣分離的難題，因此需要將納米TO2負載在載體材料上，制成負載型的納米TO2光催化劑才便于使用。其中，以活性炭纖維作為載體，將TiO2以膜的形式負載其上，能夠結合兩種物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，將有害氣體氧化成CO2和H2O，并具有抗菌殺菌的效果，對人體無(wú)毒，不需更換再生。

    近年來(lái)，國內納米TiO2光催化技術(shù)的研究和應用發(fā)展迅速。清華同方潔凈技術(shù)有限公司和寧波華光精密儀器有限公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的多種空氣凈化器就運用了納米TO2光催化技術(shù)，產(chǎn)品已投放市場(chǎng)。北京市中科凱瀾科技發(fā)展有限公司應用光催化技術(shù)設計、開(kāi)發(fā)了光催化空氣滅菌消毒凈化系列產(chǎn)品，這些光催化空氣凈化器可廣泛應用于醫院、學(xué)校賓館等公共場(chǎng)所。曹耀華等研究采用均勻沉淀法制備出半導體材料光催化劑——納米TO2粉體，粒徑10nm，晶型為銳鈦礦型，介紹了利用光催化氧化方法處理有機污染物苯酚的試驗條件，經(jīng)紫外光照射后，苯酚的降解率達99.9%。

    研究結果表明，復合稀土化物的納米級粉體有極強的氧化還原性能，這是其它汽車(chē)尾氣凈化催化劑所不能比的。它的應用可以徹底解決汽車(chē)尾氣中一氧化碳、氮氧化物和碳氧化物的污染問(wèn)題，活性炭纖維材料，特別是納米基礎上的碳纖維，對有機物的吸附上顯示出了明顯的優(yōu)勢。碳纖維的比表面積可達2000m2g，而粉末活性炭只有1000m3g。PNavarre等對二甲苯和乙酸乙酯利用碳纖維材料進(jìn)行吸附處理，著(zhù)重研究了不同碳纖維、纖維層數、不同氣體以及氣體濃度間的關(guān)系，取得了較好的效果。

    此外，日本人對紫外光線(xiàn)分解氣態(tài)有機物作了研究。結果表明，在氣體情況下，有機氯化物和氟氯碳在185nm紫外光照射下，進(jìn)行氣相光解，兩種物質(zhì)都能在極短的時(shí)間內分解，而且有機鹵化物的分解速度大于氟氯碳，三氯乙烯幾秒鐘內即能分解成zui終產(chǎn)物CO2、CL2、F2及光氣等，三氯乙烯、乙酸等中間產(chǎn)物可通過(guò)NaOH溶液處理或延長(cháng)滯留時(shí)間等手段除去。

    此外，國外科學(xué)家還利用臭氧作為輔助氧化劑進(jìn)行了光催化氧化苯的研究以及各種光催化氧化反應為補償技術(shù)機理的含苯、甲苯、二甲苯以及苯廢氣的研究，研究表明，光催化氧化反應同活性碳吸附、催化燃燒法等補償技術(shù)相比，具有經(jīng)濟潛力光催化氧化技術(shù)處理ⅤOCs具有反應效率高、不受溶劑分子的影響、易回收、反應速率快等優(yōu)點(diǎn)，但這項技術(shù)還存在幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)難題。

    光催化氧化設備除臭原理

    近年來(lái)，已有不少學(xué)者提出解決以上問(wèn)題的方案，如針對TiO2進(jìn)行摻雜、貴金屬表面沉積、半導體復合、表面光敏化或超強酸化及微波制備等，以提高TiO2的光催化量子效率或可見(jiàn)光的利用率：采用溶膠凝膠法、金屬有機化學(xué)氣相沉積法、陰極電沉積法等多種方法，并通過(guò)改變干燥、焙燒等條件以制備既牢固又具有優(yōu)良光催化活性的TiO膜：把微波場(chǎng)、熱催化、等離子體等技術(shù)與光催化耦合，應用于有機污染物的氣相光催化降解，以提高光催化過(guò)程的效率等。