UV光解催化氧化技术原理

UV光解催化净化原理主要是由光解和光催化氧化技术组合而成。

光解技术是利用185nm短波波长紫外光对废气分子进行裂解，打断分子链，同时光解空气中的水和氧气，生成羟基自由基、臭氧等高级氧化剂氧化去除VOCs；光催化氧化技术是在设备中添加纳米级活性材料，在紫外光线的作用下，产生更为强烈的催化降解功能。由于作为催化剂的TiO₂价格低廉，来源广泛，对紫外光吸收率较高，抗光腐蚀稳定性和催化活性高，且没有毒性，对很多有机物有较强的吸附作用，因而成为各类试验研究中zui常用的光催化剂。

光催化反应面临的问题主要有催化剂失活、反应动力学常数较小、不可预测的反应机理等，同时湿度能抑制光催化速率，尤其是有机废气浓度较大时，这种影响更为明显，因此限制了光催化技术在处理湿度较大的废气方面的应用。由于纳米材料本身对有机物具有氧化作用，纳米材料与粘结剂的耐光催化性、载体的催化活性包括失活后的再生问题及膜的牢固性仍然是光催化技术的关键技术难题。

臭氧与甲苯在自然状态下是不发生化学反应的。臭氧协同真空紫外光对甲苯是有降解效果的。254nm的紫外光可以促进臭氧产生氧自由基，从而氧化废气分子，臭氧在真空紫外条件下与空气中的水蒸气可产生羟基自由基，羟基自由基可氧化甲苯。

以风量10000 m³/h，甲苯200mg /m³的废气为例，要实现60%以上降解率，所需的光解部分配置在40根（150W双波段），光催化部分配置在40根（150W单波段紫外灯）光催化网3-4平米，合计总功率在12KW。未来不排除通过优化风道设计、提高灯管、光催化网性能等途径提高单元降解效率的可能。但以目前的技术水平，12KW应该是目前的基本配置。

在湿度合适条件下，光解配合光催化对甲苯降解率可以达到65%以上。如果只有光解，降解率zui高到40%，再增加配置反而降解率下降。如果只有光催化，降解率zui高到15%，只有光解光催化共同进行反应，才能到65%以上，说明光解和光催化有协同效应。