纳米光催化技术在大气污染控制中的应用

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如今，环境污染问题已经成为一个全球性的问题。加强环境保护，促进环境与经济的协调发展是世界经济发展的主要手段。大气污染作为一种环境污染，应该加强治理，以缓解温室效应给社会发展带来的问题，这有利于和谐社会的构建。基于此，本文主要分析纳米光催化技术，并研究其在大气污染治理中的应用，以供参考。

关键词:纳米光催化技术；空气污染；治理应用程序

纳米光催化技术在大气污染中的应用可以提高大气污染治理水平。纳米光催化技术因其良好的感光效果、易达到其反应条件、效率高、对环境和人体无害而成为当前社会最先进的空气净化技术。分析和研究纳米光催化技术，充分了解其在大气污染治理中的应用，将有助于解决我国严重的雾霾问题，优化人们的生活环境，促进经济快速发展。

一、纳米光催化技术的理论

太阳能作为“取之不尽，用之不竭”的清洁能源之一，在能源短缺和环境污染日益严重的今天，太阳能的有效利用显得尤为重要。光催化污染物降解技术不仅可以充分利用太阳能，还可以解决大气污染物的处理问题。纳米光催化技术作为一种新的大气污染控制方法，在大气污染控制中具有巨大的应用潜力。与传统的物理吸附法(活性炭)相比，利用纳米光催化技术净化空气具有以下优点:(1)催化降解可在常温常压下进行；操作简单；在太阳光的激发下，可以有效去除大气中的氮氧化合物、VOCs等污染物，不会造成二次污染。

光催化技术的理论主要基于“伏-纪岛-本田”效应。20世纪70年代末，Frank和Bard研究了水中氰化物在TiO2表面的光解，Carey研究了多氯联苯在TiO2紫外光照射下的降解，极大地促进了光催化技术在环境污染控制中的研究。半导体材料催化氧化的机理是:当半导体催化剂受到能量大于禁带宽度的光照射时，价带(va-band，VB)中的电子被激发，跳过禁带进入导电带(CB)，价带中产生电子()对应的空穴()，即产生自由电子-空穴对，在电场的作用下，活性电子和空穴可以从半导体中分离出来。同时，还有电子和空穴的复合。价带空穴()将吸附的H2O氧化为羟基自由基()，导带电子()将空气中的O2还原为超氧自由基()。这两种自由基()是降解污染物的关键活性基团。反应原理如下:

二、纳米光催化技术的实际应用

纳米光催化技术广泛应用于大气污染控制。二氧化钛作为一种应用效果良好的光催化剂，具有良好的耐酸碱性、耐光腐蚀性、良好的化学稳定性、来源丰富、能量大、光生电子和空穴潜力大。然而，在纳米光催化技术的实际应用中，容易受到催化剂和有机物浓度的影响。因此，在治理大气污染的过程中，相关人员应注意这些因素对光催化技术的影响。

(1)催化剂对纳米光催化技术的影响。纳米光催化技术的原理是利用催化剂净化大气。在反应过程中，催化剂的表面积和粒径会影响纳米光催化反应。例如，当催化剂的粒径在减小时，溶液中单位质量的颗粒会增加，虽然光吸收效率会增加，但光吸收不容易饱和；催化剂体系表面积增大，意味着参与反应的催化剂面积增大，有利于催化反应，反之亦然。此外，催化剂的表面羟基和混晶效应是影响纳米光催化反应的另一个因素。

(2)光源和光强对空气污染的影响。纳米光催化技术中常用的光源有黑光、高低压汞灯、紫外灯、杀菌灯等。波长在200-400纳米范围内。一般来说，纳米光催化反应过程中，光强越强，催化反应速度越快，会逐渐趋于恒定，但光的量子效率会随着光强的变化而变化。此外，不同的PH值，添加助催化剂和无机盐等。，也会在一定程度上影响纳米光催化技术的反应。

第三，纳米光催化空气污染控制技术与其他技术的结合

(1)室内污染控制和通风技术。目前常见的室内环境净化通风技术有主动式和被动式两种。前者将室内环境净化装置与机械通风系统有机结合为一体，后者采用空气净化过滤器结合自然通风系统。这两项技术都涉及高效通风技术。前者主要针对外源污染，可采用高效低阻过滤。后者主要针对内源性污染，比较有效的途径是各种室内净化技术。目前主要的通风方式有混合通风、置换通风和个性化送风。混合通风和置换通风的目的是创造一个室内空气敏感的环境。空调设定温度提高，室内人员的热舒适性必然降低。个性化送风在实际使用中受到的限制较多，在实际工程中受到的限制较少。

(2)过滤技术。过滤技术主要包括纳米纤维过滤技术、光催化纤维过滤技术和膜过滤技术。纳米纤维过滤技术具有一定梯度结构的复合过滤材料，可大大提高过滤性能，已用于室内空气净化、水净化等领域，有望实现大规模工程应用；纳米光催化技术是一种治理大气污染物的新方法，在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。

四。结论

在治理大气污染的过程中，单独使用纳米光催化技术效果不是特别明显。因此，在治理大气污染的过程中，相关人员应有效地将纳米光催化技术与其他先进的空气净化技术相结合，以提高治理大气污染的效果，保障人们的健康。

参考资料:

[1]曹军骥，黄宇。纳米光催化技术在大气污染控制中的应用[J].科技导报，2016，17: 64-71。

[2]王少瑜。光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D].浙江大学，2013。

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