上海垃圾站房光催化凈化器

光催化空氣凈化被認為是一種很有前景的技術(shù)，但它需要更高效的光催化材料和系統(tǒng)。在這里，作者報告了一種通過涂覆吸濕性高碘酸（PA）在WO3上引入原位水（自潤濕）層的策略，以增強光催化去除空氣中親水性揮發(fā)性有機化合物（VOC）的能力。在環(huán)境空氣中，水蒸氣凝結(jié)在WO3上形成獨特的三相（空氣/水/WO3）系統(tǒng)。原位形成的水層可以選擇性地濃縮親水性VOC。PA具有多種作用，如水層誘導劑、增強可見光吸收的表面絡合配體和作為強電子受體。在可見光下，光生電子被高碘酸鹽迅速清理，產(chǎn)生更多的?OH。PA/WO3表現(xiàn)出優(yōu)異的乙醛降解光催化活性，在460 nm 處的表觀量子效率為64.3%，這是迄今為止報道的較高值。其他親水性揮發(fā)性有機化合物（如甲醛）也很容易溶解到WO3上的原位水層中，并會迅速降解，而疏水性VOCs在光催化過程中由于“水屏障效應”而保持完整。PA/WO3成功地展示了在寬范圍濃度(0.5-700 ppmv) 下選擇性降解親水性VOC的出色能力。在工業(yè)領域，光催化凈化器可用于化工、印刷、涂裝、電子等行業(yè)的廢氣處理，有效減少廢氣排放對環(huán)境的影響。上海垃圾站房光催化凈化器

空氣凈化光催化材料的耐用性不足，而其是實際應用中關(guān)鍵的因素，但在大多數(shù)研究中其耐用性遠不如光活性。由于難降解中間體和產(chǎn)物的積累而使催化劑表面結(jié)垢，通常觀察到在光反應過程中光催化劑逐漸失活。在空氣處理過程中，催化劑的結(jié)垢要比水相光催化的結(jié)垢更為嚴重。由于難降解性和非揮發(fā)性產(chǎn)物的積累，常在芳香族VOCs和含雜原子（N、S和P等）的VOCs降解過程中觀察到光催化劑表面的結(jié)垢。此外，在光催化空氣凈化的實際應用中應考慮到會迅速污染光催化劑表面的有害成分（灰塵、氣溶膠顆粒等）的存在，嚴重限制了該方法在室外的應用。開發(fā)實用的光催化空氣凈化系統(tǒng)可以采用一個整體方法：將材料設計/制備與各種組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)相結(jié)合；反應條件優(yōu)化；反應堆設計和工程；并與其他技術(shù)融合。上海垃圾站房光催化凈化器光鈦催化凈化器的催化劑具有長效穩(wěn)定的特點，不易失活，使用壽命長，能夠持續(xù)發(fā)揮凈化作用。

二氧化鈦光催化代表性功能除了空氣凈化外，還有自我凈化的功能。由于光催化有較強的酸化力和超親水性，噴涂于物體表面，可形成光催化防霧涂層，同時由于其強大的氧化反應效應，可氧化掉物體表面的污漬，使被涂物具有自凈化功能。在建筑外墻上噴涂光催化劑后，在太陽光的照射下能夠快速分解建筑表面的污染物和有害物質(zhì)，下雨時被分解的污染物隨著雨水被沖刷掉，從而保持建筑外墻的美麗和色澤，達到自潔的效果。二氧化鈦的這一特點，使得其在更多的領域發(fā)揮其難以替代的作用。

目前，眾多學者研究的光熱催化劑主要集中于貴金屬催化劑，金屬氧化物催化劑以及多組分雜化納米材料等。貴金屬催化劑性能優(yōu)異，價格昂貴，易中毒。金屬氧化物廉價易得，穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)易于調(diào)控改性。多組分雜化納米材料通過組分調(diào)變以及缺陷位點、異質(zhì)結(jié)構(gòu)等設計可以有效拓展其應用，同時利用不同組分和位點的互補和協(xié)同作用提高催化劑活性和選擇性?？傮w而言，為獲得更加優(yōu)異的催化性能，光熱催化劑可從以下幾個方面進行優(yōu)化：（1）增強催化劑在整個太陽光譜范圍內(nèi)的光吸收；（2）提高催化劑的光熱轉(zhuǎn)換能力；（3）提高催化劑的熱催化活性和穩(wěn)定性。在選型時，需要根據(jù)使用場所的大小，選擇適用面積合適的光催化凈化器。

目前，光催化空氣凈化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了幾十年，光催化劑技術(shù)已經(jīng)應用于室內(nèi)外空氣凈化。然而，實際應用效果并不理想，實現(xiàn)工業(yè)化和應用的研究成果還很少，從根本上講，存在以下三大瓶頸：光催化效率低：目前大多數(shù)光催化劑在紫外光下表現(xiàn)出較高的光催化活性，如商用光催化劑P25，而紫外光占太陽光的5%左右。若其能夠有效吸收可見光，則可以在LED燈下實現(xiàn)對空氣污染物的連續(xù)高效催化凈化，從而有效解決空氣污染問題。難以實現(xiàn)批量生產(chǎn)：在實際的放大生產(chǎn)過程中，存在許多不可控因素，需要考慮成本、能耗、環(huán)保、穩(wěn)定性等問題。因此，開發(fā)穩(wěn)定可行的大批量制備方法是實現(xiàn)光催化劑工業(yè)化應用的關(guān)鍵。粉末光催化劑負載：盡管在光催化的基礎研究方面已經(jīng)做了大量工作，但實驗室應用和工業(yè)應用之間仍存在差距。例如，商業(yè)化P25作為一種粉末型光催化劑在實際反應過程中很容易吹失，這嚴重影響了P25的空氣凈化效率及其實際應用效果。因此，必須投入額外的成本和能源對其進行負載。光催化凈化器的凈化技術(shù)主要有光催化和活性炭吸附兩種。上海垃圾站房光催化凈化器

選擇光催化凈化器時需要根據(jù)實際場地條件，選擇合適尺寸的凈化器，并確保其能夠方便地安裝和維護。上海垃圾站房光催化凈化器

光熱催化降解VOCs的反應機理:1.光激發(fā)和熱活化：光熱催化劑在光照下吸收光子，使電子躍遷到更高的能級，形成電子-空穴對。同時，熱能催活催化劑表面，提高活化能，促進反應進程。2.反應物吸附：VOCs分子吸附在光熱催化劑表面。高溫條件下，吸附效率增加，強化了反應物和催化劑的接觸。3.自由基生成：激發(fā)的電子和空穴遷移到催化劑表面，與吸附的氧氣和水分子反應，生成活性氧物種如羥基自由基（·OH）和超氧陰離子自由基（·O??），這些自由基對VOCs具有強的氧化能力。4.VOCs氧化降解：這些活性氧物種攻擊VOCs分子，破壞其化學鍵，將其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的小分子如CO?和H?O。5.產(chǎn)物脫附：反應生成的產(chǎn)物從催化劑表面脫附，釋放出催化劑活性位點，為新的反應周期做準備。上海垃圾站房光催化凈化器