李東東　宋媛媛

摘 要：現(xiàn)如今，環(huán)境污染問題已成為全球性的問題，加大環(huán)境保護力度，促進環(huán)境與經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展是世界經(jīng)濟發(fā)展的主要手段。大氣污染作為環(huán)境污染中的一種，加大大氣污染的治理力度，緩解溫室效應(yīng)給社會發(fā)展帶來的難題，有利于實現(xiàn)和諧社會的建設(shè)?；诖?，文章主要對納米光催化技術(shù)進行了分析，并對其在大氣污染治理中的應(yīng)用進行了研究，以供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：納米光催化技術(shù)；大氣污染；治理應(yīng)用

納米光催化技術(shù)在大氣污染中的應(yīng)用，可以提高大氣污染的治理水平。由于納米光催化技術(shù)的光敏效果較好，容易達到其反應(yīng)條件，效率高，對環(huán)境及人體具有無害的特點，所以，納米光催化技術(shù)已成為當(dāng)前社會最先進的空氣凈化技術(shù)。對納米光催化技術(shù)進行分析與研究，充分了解其在大氣污染治理中的應(yīng)用，有利于解決我國嚴重的霧霾問題，優(yōu)化人們的生活環(huán)境，促進經(jīng)濟的快速發(fā)展。

一、納米光催化技術(shù)理論

太陽能作為“取之不盡，用之不竭”的清潔能源之一，在能源短缺和環(huán)境污染日趨嚴重的今天，其有效利用顯得尤為重要。而光催化污染物降解技術(shù)既能充分利用太陽能，又能解決大氣污染物的處理難題。納米光催化技術(shù)作為一種新型的大氣污染物治理方法，在大氣污染控制方面具有巨大的應(yīng)用潛力。與傳統(tǒng)的物理吸附法（活性炭）相比，利用納米光催化技術(shù)凈化空氣具有以下優(yōu)勢：催化降解反應(yīng)可以在常溫常壓下進行；操作簡便；在太陽光的激發(fā)下，能有效去除大氣中的污染物如NOx和VOCs，不會造成二次污染。

光催化技術(shù)理論主要基于“Fu-jishima-Honda”效應(yīng)，20世紀(jì)70年代后期，F(xiàn)rank和Bard關(guān)于水中氰化物在TiO2表面的光分解研究及Carey等關(guān)于多氯聯(lián)苯在TiO2紫外光下的降解研究，極大推動了光催化技術(shù)在環(huán)境污染治理方面的研究。半導(dǎo)體材料的催化氧化機理如下：當(dāng)能量大于禁帶寬度的光照射半導(dǎo)體催化劑時，價帶（va-lence band，VB）上的電子被激發(fā)，躍過禁帶進入導(dǎo)帶（conduction band，CB），而在價帶上產(chǎn)生與電子（）對應(yīng)的空穴（），即產(chǎn)生自由電子-空穴對，活潑的電子、空穴在電場作用下可以分別從半導(dǎo)體的導(dǎo)帶、價帶遷移至半導(dǎo)體/吸附物界面，而且躍過界面，使被吸附物還原和氧化；同時也存在著電子、空穴的復(fù)合。價帶空穴（）將吸附的H2O氧化為羥基自由基（），導(dǎo)帶電子（）將空氣中的O2還原為超氧自由基（）。這兩個自由基（），是降解污染物的關(guān)鍵活性基團。其反應(yīng)原理如下：

二、納米光催化技術(shù)的實際應(yīng)用

納米光催化技術(shù)在大氣污染治理中的應(yīng)用比較廣泛，TiO2作為應(yīng)用效果較好的光催化劑，具有較好的抗酸堿性、耐光腐蝕性，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性較好，來源豐富，能源較大，具有產(chǎn)生的光生電子和空穴的電勢電位較高等優(yōu)勢。但是，在實際的納米光催化技術(shù)應(yīng)用過程中，容易受到催化劑、有機物濃度的影響。因此，在大氣污染治理過程中，相關(guān)人員應(yīng)重視這些因素對光催化技術(shù)的影響。

（一）催化劑對納米光催化技術(shù)的影響。納米光催化技術(shù)的原理，是利用催化劑凈化大氣的。在反應(yīng)過程中，催化劑的表面積、粒徑等等，都會影響納米光催化反應(yīng)。如：當(dāng)催化劑的粒徑不斷縮小時，溶液中的單位質(zhì)量粒子就會增多，雖然光的吸附效率有所增加，但是，光吸收不易飽和；當(dāng)催化劑系統(tǒng)的表面積增加時，就意味著催化劑參加反應(yīng)的面積增大，有利于催化反應(yīng)的進行，反之，則不利于催化反應(yīng)的進行。另外，催化劑的表面羥基及混晶效應(yīng)，也是影響納米光催化反應(yīng)的另一因素。

（二）光源與光強對大氣污染的影響。納米光催化技術(shù)常用的光源有黑光燈、高低壓汞燈、紫外燈、殺菌燈等，波長在200-400nm的范圍內(nèi)。一般情況下，在納米光催化反應(yīng)過程中，其光的強度越強，催化反應(yīng)速度就會逐漸趨于常數(shù)，但是，光量子效率則會隨著光強度的變化而變化。此外，PH值不同，外加助催化劑及無機鹽等等，在一定程度上也會影響納米光催化技術(shù)的反應(yīng)。

三、納米光催化大氣污染控制技術(shù)與其他技術(shù)的聯(lián)用

（一）室內(nèi)污染控制與通風(fēng)技術(shù)。目前常用室內(nèi)環(huán)境凈化與通風(fēng)技術(shù)有主動式和被動式2種。前者是將室內(nèi)環(huán)境凈化裝置與機械通風(fēng)系統(tǒng)有機結(jié)合起來成為一個整體，而后者采用空氣凈化過濾器結(jié)合自然通風(fēng)系統(tǒng)。這兩種技術(shù)均涉及高效通風(fēng)技術(shù)，前者主要針對外源性污染，可采用高效低阻過濾的方式；而后者主要針對內(nèi)源式污染，比較有效的方式為各種室內(nèi)凈化技術(shù)。目前主要通風(fēng)方式包括混合通風(fēng)、置換通風(fēng)和個性化送風(fēng)?；旌贤L(fēng)和置換通風(fēng)均以營造室內(nèi)可感風(fēng)環(huán)境為目的，若將空調(diào)設(shè)定溫度調(diào)高必然會引起室內(nèi)人員熱舒適性的降低；個性化送風(fēng)由于其實際使用中制約較多，在實際工程中較少。

（二）過濾技術(shù)。過濾技術(shù)主要包括納米纖維過濾技術(shù)、光催化纖維過濾技術(shù)、膜過濾技術(shù)。納米纖維過濾技術(shù)具有一定梯度結(jié)構(gòu)的復(fù)合過濾材料可大大提高過濾性能，已用于室內(nèi)空氣凈化、水體有機物凈化等領(lǐng)域，有望實現(xiàn)大規(guī)模工程化應(yīng)用；納米光催化技術(shù)是一種新型的處理大氣污染物的方法，在大氣污染控制方面具有巨大的應(yīng)用潛力。

四、結(jié)語

在大氣污染治理過程中，單獨利用納米光催化技術(shù)的效果并不是特別明顯，因此，在治理大氣污染過程中，相關(guān)人員應(yīng)將納米光催化技術(shù)與其他先進的大氣凈化技術(shù)進行有效結(jié)合，提高大氣污染治理效果，保證人們生活健康。

參考文獻：

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