光化學(xué)和光催化氧化法是目前研究較多的一種高級(jí)氧化技術(shù)。光催化反應(yīng)即在光的作用下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。分子吸收特定波長(zhǎng)的電磁輻射后，是分子達(dá)到激發(fā)態(tài)，然后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生新的物質(zhì)，或成為熱反應(yīng)的引發(fā)劑。

原理：現(xiàn)應(yīng)用的光催化廢氣處理設(shè)備的技術(shù)是利用特種紫外線波段，在特種催化氧化劑的作用下，將氧氣催化生成負(fù)氧離子，再將廢氣分子氧化還原的一種特殊處理方式。

光催化反應(yīng)機(jī)理圖

(1)光催化材料的影響

光催化氧化技術(shù)的微觀反應(yīng)原理是：當(dāng)催化劑被一定光強(qiáng)的光照射時(shí)，根據(jù)半導(dǎo)體電子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，催化劑中會(huì)發(fā)生電子躍遷，即電子(e-)會(huì)從充滿的價(jià)帶躍遷到空的導(dǎo)帶，從而留下氧化性極強(qiáng)的帶正電的空穴(h+)。采用市面上的二氧化鈦(建材)材料，而不是銳鈦礦型(光觸媒介)二氧化鈦光觸媒(性價(jià)比等同碳與鉆石)，完全沒(méi)有催化光解功效。

(2)生成副產(chǎn)物：

目前普遍研究認(rèn)為光催化氧化法能夠?qū)OCs完全降解生成無(wú)毒無(wú)害的CO2和H2O等，但是在實(shí)際工程實(shí)踐中VOCs的光催化氧化反應(yīng)會(huì)生成酮、醛等中間產(chǎn)物，對(duì)環(huán)境造成二次污染。

(3)反應(yīng)時(shí)間的影響

反應(yīng)時(shí)間與有機(jī)廢氣降解率圖

在企業(yè)工廠的實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)不斷的排放VOCs，因此VOCs在通過(guò)光催化氧化法處理設(shè)備的時(shí)間很短，從而導(dǎo)致了降解率偏低，達(dá)不到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)。由上面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖可見(jiàn)，短時(shí)間內(nèi)(1秒鐘左右時(shí)間)，單獨(dú)紫外光設(shè)備對(duì)VOCs降解率很低。在單獨(dú)UV光解技術(shù)應(yīng)用中，即使延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，對(duì)VOCs的降解率也在10%以內(nèi)(正如國(guó)內(nèi)某知名紫外線燈管廠所介紹的，沒(méi)有在反應(yīng)區(qū)留滯三秒以上，基本沒(méi)有效果)，不但滿足不了工業(yè)治污應(yīng)用，還產(chǎn)生很多副產(chǎn)物污染氣體。

(4)相對(duì)濕度影響

相對(duì)濕度對(duì)降解率的影響

從上圖的數(shù)據(jù)可以看到，隨著濕度增大，在濕度50%時(shí)，降解率升到一個(gè)極點(diǎn)。但隨著濕度增大，降解率又開(kāi)始下降。所以光催化氧化法不是越干燥越好，也不是濕度越高就越好。UV光生成的臭氧，需要與部分水汽反應(yīng)生成氫氧自由基或負(fù)氧離子增強(qiáng)介質(zhì)的反應(yīng)活性才可能增大與VOCs的反應(yīng)幾率。

綜上所述，單獨(dú)的紫外光解技術(shù)的弊端是，受催化劑、濕度、灰塵顆粒物的影響，紫外燈大部份能量用于產(chǎn)生臭氧，短時(shí)間光解VOCs做不到徹底，反而產(chǎn)生更復(fù)雜的中間副產(chǎn)物，造成二次污染，此外，如果采用市面上的二氧化鈦材料，不是銳鈦礦型二氧化鈦光觸媒，完全沒(méi)有催化光解功效。

因此，我們可以分析出，在企業(yè)工廠實(shí)際生產(chǎn)中，催化氧化法處理設(shè)備對(duì)VOCs的降解率比較低，經(jīng)光解排出的氣體中VOCs會(huì)超出國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，而且還會(huì)產(chǎn)生大量的臭氧，從而造成環(huán)境的二次污染。