納米光催化技術在大氣污染治理中的應用

摘要：在大氣污染治理中應用納米光催化技術，可以提高大氣污染治理效果，納米光催化技術因其光感光效果、對環境和人體無害，而今已經成為社會上先進的空氣凈化技術。當前納米光催化技術在大氣污染治理被廣泛應用，為了分解大氣污染物的成分，需要開發可靠性高的納米催化劑。為了實現新技術開發后對大氣污染的有效控制，相關技術也在不斷優化升級，同時結合相應環境研究空氣凈化裝置，納米光催化技術在大氣污染治理中的應用對優化生活環境具有重要意義。

關鍵詞：納米光催化技術;大氣污染治理;應用

引言：

空氣污染已成為世界性的問題，全世界的人都在尋找解決環境污染問題的方法?，F在，正在開發許多新的技術和方法，納米光催化技術也是其中之一。這是一種環境凈化技術，會使環境中的污染物去除。納米光催化材料是光催化技術最重要的部分，因此找到最佳催化材料，制備合適的催化材料的方法最重要?，F在，科學家們一直在研究新的、高效的、經濟的催化材料，但還沒有明顯的進步。需要找到適合制造載體催化劑的載體，改善其活化、反應效率、降低成本，并持續改善，來治理大氣污染。

一、納米光催化技術概述

一些研究者在生態學和環境保護領域促進了納米光催化技術的普及。近年來，納米光催化技術已成為國際研究的重要組成部分。今天，納米光催化技術在分解大氣中的有害氣體、凈化室內空氣、殺菌除臭、污水和垃圾處理等方面取得了良好的成果。當今社會，在人口逐年增加的情況下，各種能源不足。但是，太陽能不同，可以無限期供應。將太陽能應用于納米光催化技術，不僅可以避免大氣污染物處理工藝的缺點，還可以節約能源。納米催化技術是目前能夠有效控制大氣污染的最先進的治療大氣污染的方法與傳統方法相比，它有明顯的優點。簡單的操作和高度的環境控制，可以利用太陽能去除大氣中的污染物，防止二次污染。TiO具有穩定的化學性質和光電化學特性，對人體無害，耐光腐蝕，具有非常高的成本性能。用作大氣污染防治的催化劑，沒有比這更方便和復雜的工序和其他工藝，只在太陽光的照射下起作用，不會產生其他污染物。

光催化是將TiO作為催化劑使用的光催化法，利用紫外線照射TiO，生成羥基自由基和活性氧物質，其中羥基自由基是對光催化氧化起決定性作用的活性物質。光催化能夠迅速有效地分解構成細菌的揮發性有機化合物和有機化合物，由于其他活性氧物質的協同效應，其氧化更快。污染物的特定條件會影響光催化劑的氧化速度。例如，使用光催化劑時，污染物的初始濃度、不同的紫外線強度、不同的空氣濕度、不同的氣流，都會對大氣污染的防治產生不同的影響。結合光催化納米材料的各種特性，可以減少轉化產物和污染物，具有極強的氧化還原能力，并且有較好除去性能、溫和條件、方便維護等優點。但是，TiO不能自由使用，因此并不是沒有其缺點。容易合成的光生成載體對光催化效率有很大的影響，占有很大的面積，對工作條件的變化有很大的影響。

二、光催化技術所面臨的挑戰

納米光催化材料的選擇很多，特別是半導體光催化材料非常實用，應用方便，具有良好的光催化活性、穩定的化學特性和光電電化學特性。另外，光催化材料具有耐光性和耐腐蝕性，對人類健康無害，成本較低。納米光催化材料的研究開發是光催化技術中最重要的因素。近年來，研究者不斷研究這項技術，試圖找到更合適的新技術和方法，但結果常常不夠理想，開發的許多材料只適合實驗室，因此有必要繼續研究。光催化技術的挑戰反映在許多方面。為了提高催化劑的活性，需要高效地開發催化劑。在實驗中，為了確保其利用率大幅提高，合適的載體應該被選擇用于催化劑的制備。在光催化反應的研究中，因為沒有鑒定出活性物質和中間生成物，所以沒有得到研究成果。研究者需要詳細分析研究其原理，掌握有機物的分解規律，根據實際情況選擇最佳的技術。

三、納米光催化技術在大氣污染治理中的應用

（一）納米光催化技術應用于凈化空氣

目前有室內空氣質量凈化和通風技術，即主動形態和被動形態兩種主要形態。其中，活躍的形態是形成有機整體，通過設備的操作提高室內空氣環境質量的機械通風系統和室內空氣凈化裝置相結合。被動形態是利用空氣凈化過濾器與自然系統之間的有效連接，實現室內的空氣循環和變換。但是，無論使用哪種方法，通風技術都是不可缺少的。室內環境有混合通風、排氣通風、單獨通風等通風技術。其中，混合通風可以創造良好的室內環境，但如果室內空調溫度較高，則會直接影響室內的熱舒適性，破壞人們的生活體驗。但是，單獨通風很容易受到實際生活范圍等因素的限制，因此其應用效率相對較低。在此基礎上，考慮到室內通風的要求和通風模式的特性，相關研究人員基于創造良好的環境開發了能夠有效替代室內空間空氣的較新的通風技術，從而提高了室內空氣的整體質量，提高了熱舒適性。同時，在實際應用中，通風技術具有更好的節能，有效地減少能源損失。因此納米光催化技術更適合于空氣凈化領域，一些研究人員開發了空氣凈化網，可以大幅提高光催化效率，幫助活性炭再生，源源不斷地過濾空氣，促進空氣凈化的發展。

（二）納米光催化技術應用于凈化機動車尾氣

納米光催化過濾技術與傳統工業過濾法有本質區別。傳統工業過濾法是過濾空氣中的全部雜質，納米光催化技術的過濾形態主要通過去除空氣中含有的微粒的分級過濾來進行。主要裝置是納米纖維過濾裝置。目前正在開發的許多新技術和材料，包括熔噴技術等一些具有自然特性的技術，都是用該技術制作的。這些復合過濾材料可以有效改善一定范圍內的過濾性能，對空氣凈化有明顯的效果。同時，這種材料也可以用于給中國的環境管理帶來了很多幫助。機動車尾氣產生的污染物有氮氧化物、固體懸浮粒子、一氧化碳、硫氧化物等，嚴重影響著大氣環境，破壞著人們的生活環境。以納米催化材料為基礎的人工光有機合成技術是指將水、二氧化碳、小有機分子、有機單體使用太陽能或模擬太陽能作為驅動能源轉換為燃料、復雜的有機物質、高分子或聚合物的過程，在化學和材料領域具有革命性。雖然現在主要用于汽車排氣的凈化處理，也有貴金屬三相催化劑在催化轉換方面發揮有效效果的方法。但是，該催化劑具有高價貴金屬和某種毒性等諸多缺點。光催化技術可以比貴金屬三相催化劑更有效地分解清潔汽車排氣中的一系列污染物。光催化技術應用于堿性水泥的鋪裝，為催化材料的活性提供了可靠的保證，可根據中和反應去除汽車的排氣殘渣。

（三）納米光催化技術應用于降低溫室效應

從世界環境污染的觀點來看，最明顯的就是溫室效應和臭氧層破壞。氮氧化物是溫室效應和臭氧生成的主要原因之一，主要來自人類活動，如汽車排氣。溫室效應的產生意味著地球的氣體發生變化，地球的溫度上升，地球上的冰川后退，海平面逐漸上升。為了控制二氧化碳的排放，解決二氧化碳對地球的危害，需要從多個方面入手。例如，現在一般是種樹，或者用風力能源、水能、太陽能、核能等比較少的污染代替能夠生成二氧化碳的化石能源。除了這些常用方法以外，還可以應用于日本比較順利進行的二氧化碳催化技術的使用等新的技術措施。二氧化碳催化技術可以達到合成二氧化碳和水的效果，生產甲醇。其目的是減少引起溫室效應的大氣中的二氧化碳，這是解決目前溫室效應環境問題的比較新的技術方法。大氣中有幾種酸性氣體，下雨時會引起酸性沉降，酸雨對居民的生活環境造成很大的影響。由于納米光催化劑可用于酸性氣體處理，最終形成非污染氣氛。該方法表明，可以在高速公路上設置保護墻，或在部分城市大樓的墻壁上涂光催化劑，去除大氣中的酸性氣體。臭氧層破壞問題影響著現代人的正常生活，特別是紫外線問題。為了減少臭氧層的破壞，TiO可以添加到一些物質中，以增加光催化表面的酸性部位，保護地球表面上的臭氧層。從而達到凈化空氣的目的。

大氣污染治理有許多方面，溫室效應嚴重影響了大氣污染的防治效果。因此，有必要慎重分析大氣污染狀況，并根據正確的數據進行大氣污染對策計劃。光催化在大氣污染防治中的應用需要政府的幫助，該領域的中國研究專家應該積極研究更好的解決方案和對策?？梢韵蛉毡緦W習，提高納米光催化的效果。有必要使用合適的材料進行具體的實踐。不僅聚焦于大氣污染，在世界各地也進行了很多與進行水質污染對策的大氣污染對策相關的研究。為了解決溫室效應問題，可以參照和使用水污染治理的相關方法。地球生態系統是循環的，要考慮特定情況下大氣污染和水質污染的關系，確定兩者的關系，選擇合適的方案，最終優化大氣質量，降低溫室效應。

四、結束語

目前，大氣污染物的種類和數量隨著時間而增加，傳統治理方法太過于落后，納米光催化技術的出現和開發，在現在的空氣污染治理中先進而有效。隨著技術的不斷改進，納米光催化技術越來越成熟。一些發達國家對環境污染進行了大量的研究，為了解決環境污染問題而投資了大量人力和財源的中國也是如此。在解決今后的環境污染問題時，要發現現有技術的缺點，不斷更新和改善技術，以利于實務的發展。納米光催化技術的現有研究成果需要充分應用，為大氣污染治理作出最大的貢獻。

參考文獻：

[1]周丹.納米光催化技術在大氣污染治理中的應用研究[J].環境與發展，2018，30（4）：80-82.

[2]蔡舒婕.納米TiO2光催化技術研究進展和水樣分析處理概況[J].化學工程與裝備，2016，45（7）：229-231.

[3]曹軍驥，黃宇.納米光催化技術在大氣污染治理中的應用[J].科技導報，2016，37（17）：64-71.

[4]魏茂魁.關于納米光催化技術在大氣污染治理中的作用分析[J].科技創新導報，2018，15（32）：80-101.

作者簡介：江蘇萬賢環境工程有限公司 袁亮 男 現為助理工程師，1983年1月，江蘇徐州人，研究方向為：環境工程。