低溫等離子+光觸媒技術(shù)簡介.doc

低溫等離子+光觸媒處理技術(shù)簡介低溫等離子+光觸媒處理技術(shù)是成都市金臣環(huán)?？萍加邢薰驹贒BD雙介質(zhì)阻擋放電低溫等離子技術(shù)基礎(chǔ)上研發(fā)出的新型產(chǎn)品。1、 低溫等離子工作原理等離子體被稱為物質(zhì)的第四種形態(tài)，由大量高能電子、離子、分子、中性原子、激發(fā)態(tài)原子、光子和自由基組成。其總正負(fù)電荷數(shù)相等，宏觀上保持電中性，但表現(xiàn)出很高的化學(xué)活性。等離子體按離子溫度可以分為熱平衡等離子體和非平衡等離子體!。熱平衡等離子體中離子溫度與電子溫度相等，而非平衡等離子體中電子溫度高達(dá)10000250000K，其他粒子溫度只有300500K，整個(gè)系統(tǒng)溫度仍處于低溫狀態(tài)，故稱為低溫等離子體（NTP）。低溫等離子體系中電子在增強(qiáng)電場的作用下受到激勵(lì)，這些高能電子與氣體分子H2O、O2等發(fā)生碰撞，將氣體分子激發(fā)到高能級(jí)。高能級(jí)分子由于量能增加導(dǎo)致鍵斷裂，生成強(qiáng)氧化自由基（O、OH）。（OH）在富氧條件下會(huì)迅速轉(zhuǎn)變成 HO2。同時(shí)空氣中有害化合物分子在高能電子的碰撞激發(fā)下，形成小碎片基團(tuán)和原子，這些碎片基團(tuán)和有機(jī)物分子在強(qiáng)氧化基團(tuán)（O、OH、HO2）以及其他活性粒子的作用下被去除，最終轉(zhuǎn)化成H2O、CO2以及其他降解產(chǎn)物。2、光觸媒工作原理光觸媒是一種在特定波段光的照射下，自身不起變化，卻可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。常用光觸媒材料是納米二氧化鈦。超細(xì)半導(dǎo)體粒子含有能帶結(jié)構(gòu)且能帶是不連續(xù)的，其能級(jí)可用“帶隙理論”描述，即物質(zhì)價(jià)電子軌道通過交疊形成不同的帶隙，由低到高依次是充滿電子的價(jià)帶、禁帶和空的導(dǎo)帶。TiO2禁帶寬度為3. 2 eV，對(duì)應(yīng)的光吸收波長閾值為387. 5 nm。當(dāng)受到波長小于或等于387. 5 nm 光照射時(shí)，價(jià)帶上的電子會(huì)被激發(fā)，越過禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶，同時(shí)在價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴。與金屬導(dǎo)體不同，半導(dǎo)體的能帶間缺少連續(xù)區(qū)域，受光激發(fā)產(chǎn)生的導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴（也稱光致電子和光致空穴）在復(fù)合之前有足夠的壽命。導(dǎo)帶電子與空穴發(fā)生分離，迅速遷移到粒子的表面。吸附溶解在TiO2面的氧俘獲電子形成(O2)，而空穴則將吸附在TiO2表面的H2O 氧化成(OH)。當(dāng)有機(jī)廢氣吸附其表面時(shí)，就會(huì)發(fā)生降解反應(yīng)，被氧化為H2O和CO2。3、低溫等離子+光觸媒工作原理低溫等離子作用時(shí)，在高壓電場作用下，電子被加速，攜帶510eV的能量，并開始對(duì)等離子場內(nèi)的氣體分子進(jìn)行電離。高能電子轟擊有機(jī)廢氣大分子，使其斷鏈變成不穩(wěn)定的小分子基團(tuán)。同時(shí)電子轟擊空氣中的氧氣和水分子產(chǎn)生其他活性高能粒子，氧化小分子基團(tuán)產(chǎn)生水和二氧化碳。未參與氧化反應(yīng)的高能粒子從高能量態(tài)躍遷至低能量態(tài)，躍遷轉(zhuǎn)化的能量以紫外光的形式釋放。利用低溫等離子產(chǎn)生的紫外光，照射光觸媒材料，使其產(chǎn)生羥基自由基等強(qiáng)氧化物質(zhì)，協(xié)同氧化等離子破鏈產(chǎn)生的小分子基團(tuán)。低溫等離子和光觸媒兩部分工序在同一單元同時(shí)進(jìn)行，協(xié)同氧化。低溫等離子技術(shù)的處理結(jié)果是雙向的，它提供一個(gè)極易發(fā)生轉(zhuǎn)化的反應(yīng)環(huán)境，有機(jī)分子被電離后，反應(yīng)可以向著被氧化分解的方向進(jìn)行，也可能因?yàn)椴糠中》肿踊鶊F(tuán)未被及時(shí)氧化而發(fā)生重組，向著大分子聚合的方向進(jìn)行。采用低溫等離子+光觸媒技術(shù)，光觸媒產(chǎn)生的羥基自由基等氧化物質(zhì)，可以選擇性地與等離子體產(chǎn)生的中間副產(chǎn)物反應(yīng)，得到理想的降解物質(zhì)（如CO2和H2O）?？傮w反應(yīng)的機(jī)理見后圖。設(shè)備內(nèi)部照片：發(fā)光的是低溫等離子的電場，光觸媒材料涂布在電場外。廢氣流經(jīng)電場時(shí)，與低溫等離子體+光觸媒設(shè)備發(fā)生反應(yīng)。原有的低溫等離子設(shè)備已經(jīng)成功應(yīng)用于西安大風(fēng)印務(wù)、西安方舟包裝、西安昱升包裝等印刷企業(yè)。新式低溫等離子+光觸媒設(shè)備成功應(yīng)用于杭州雅馬哈樂器有限公司、蕭山雅馬哈樂器有限公司、杭州橋南實(shí)業(yè)、杭州長命印刷、杭州中特黏膠公司、華藥奧奇德工廠等企業(yè)。設(shè)備外觀：這是給蕭山雅馬哈樂器制作的一套設(shè)備，額定風(fēng)量是6萬立方米/小時(shí)。等離子+光觸媒部分裝機(jī)功率是40K