對(duì)于低濃度大風(fēng)量的VOCs處理,目前廣泛采用了UV光催化處理方法,影響UV光催化效率的主要因素包括光源、催化劑、溫濕度和停留時(shí)間等,解決UV光催化處理VOCs的關(guān)鍵技術(shù)相應(yīng)地需要從光源的選擇,催化劑的優(yōu)化和設(shè)備的空間結(jié)構(gòu)改善等入手,找到UV光催化處理VOCs的技術(shù)難點(diǎn)加以突破。

    光解催化凈化設(shè)備主要由光解技術(shù)和催化氧化技術(shù)組合而成。催化氧化技術(shù)是在設(shè)備中添加納米級(jí)活性材料，在紫外光線的作用下，產(chǎn)生更為強(qiáng)烈的催化降解功能。由于作為催化劑的TiO2價(jià)格低廉，來(lái)源廣泛，對(duì)紫外光吸收率較高，抗光腐蝕性北學(xué)穩(wěn)定性和催化活性高，且沒(méi)有毒性，對(duì)很多有機(jī)物有較強(qiáng)的吸附作用，因而成為各類試驗(yàn)研究中最常用的光催化劑。為了提高催化劑的活性和適應(yīng)不同類型的廢氣處理，也經(jīng)常添加一些貴金屬鉑、鈀、釕和過(guò)渡族元素的氧化物以及稀土元素的氧化物等作為催化劑。貴金屬催化劑有很高的氧化活性和易回收等優(yōu)點(diǎn)，但是存在資源稀少、價(jià)格昂貴和耐中毒性差等一些缺點(diǎn)，目前是世界各國(guó)采用的主要催化劑類型。復(fù)合氧化物雖可改善某些光催化性能，但氧化活性仍不及貴金屬。大多數(shù)揮發(fā)性的有機(jī)化合物在這種紫外光能和納米活性催化氧化的共同作用下，能在2-3秒時(shí)間內(nèi)被充分降解，光解催化氧化技術(shù)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣污染物具有較高的去除效率，具有如下特點(diǎn)：

    (1)廢氣凈化的徹底性：UV光觸媒是分解污染物而不是吸附污染物，發(fā)生的是質(zhì)變而不是量變，對(duì)污染物具有不可逆的分解;

    (2)廢氣分解的廣泛性：UV光催化氧化幾乎對(duì)所有的細(xì)菌、病毒和有機(jī)污染物起到強(qiáng)效分解作用，特別是對(duì)人們不易感知的細(xì)菌和病毒進(jìn)行徹底分解;

    (3)無(wú)二次污染：UV光催化氧化的最終產(chǎn)物是二氧化碳和水，對(duì)人體無(wú)害，不會(huì)產(chǎn)生類似消毒劑對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的二次污染。

    對(duì)于光催化的核心問(wèn)題催化劑性能，需要采取一些新的措施，比如制備大孔徑、大比表面積、高抗沖擊性能且不影響催化活性的催化劑載體，改進(jìn)廢氣凈化裝置的空間結(jié)構(gòu)，拓展TiO2光催化劑薄膜的光照應(yīng)用范圍，進(jìn)一步提高復(fù)合型催化劑性能，重點(diǎn)研制新型催化劑及如何防止催化劑的失活和中毒等。

    相對(duì)濕度低的影響：對(duì)于一定的濕度條件下，氧氣吸收了大部分185nm紫外光，但是隨著濕度的進(jìn)一步增加，一部分是水蒸氣與氧氣競(jìng)爭(zhēng)吸收185nm波長(zhǎng)的紫外光，水蒸氣吸收了更多的185nm紫外光，同時(shí)產(chǎn)生更多羥基自由基。水蒸氣與活性氧反應(yīng)生成羥基自由基，羥基自由基的氧化性要強(qiáng)于臭氧和活性氧，從而光解的速度明顯加快，促進(jìn)單位時(shí)間內(nèi)對(duì)于廢氣去除率的增加，試驗(yàn)證明相對(duì)濕度在30—65%這個(gè)范圍，光解效率是上升的，相對(duì)濕度超過(guò)70%后隨之逐漸下降。

    風(fēng)速和絕對(duì)濕度差的影響：大量實(shí)驗(yàn)證明風(fēng)速越大，水蒸氣進(jìn)出口的絕對(duì)濕度差越小，這也就是說(shuō)風(fēng)速越大，羥基自由基產(chǎn)生量的絕對(duì)值也會(huì)越少。因此在風(fēng)速小的工況下，羥基自由基對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物VOCs的貢獻(xiàn)大，風(fēng)速大的工況下，羥基自由基對(duì)有機(jī)物降解的作用就會(huì)變得十分有限。在設(shè)備測(cè)試中，風(fēng)速在低于2m/s的時(shí)候，反應(yīng)效果好，大于6m/s的時(shí)候，水蒸氣進(jìn)出口的絕對(duì)濕度差非常小，光催化效率極低。在一定的設(shè)備空間內(nèi)，風(fēng)速同時(shí)影響了停留時(shí)間，一般停留時(shí)間增加，廢氣的去除效率有明顯增高。原因是停留時(shí)間增加，185nm紫外光和有機(jī)物碰撞次數(shù)一定增加。當(dāng)停留時(shí)間達(dá)到10s后，延長(zhǎng)停留時(shí)間，廢氣的降解效率增加并不明顯。所以在低濃度下，延長(zhǎng)停留時(shí)間并不能等效的增加廢氣去除效率。