【正文】 處理效果隨之增強(qiáng) 。 可見 ,甲苯的凈化效率隨著反應(yīng)器長(zhǎng)度的增加而上升 。 這可能與 2種材料表面的結(jié)構(gòu)形態(tài)有關(guān) 。 (3)反應(yīng)器外筒材料的影響 如圖 ,分別用陶瓷管、玻璃管及銅管 (內(nèi)徑均為 20mm)制成的 3種反應(yīng)器進(jìn)行對(duì)比。③ 直徑越小 ,甲苯的凈化效率與峰值電壓的關(guān)系曲線愈陡 。③ 當(dāng)脈沖電壓峰值升到一定程度時(shí) ,絞線結(jié)構(gòu)反應(yīng)器中凈化甲苯效率反而變?yōu)樽畹?,這是由于其易發(fā)生火花放電(約 32kV時(shí)出現(xiàn) ),火花放電不僅增大電能消耗 ,而且破壞電暈放電的正常進(jìn)行 ,使甲苯的凈化效率降低 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 2）反應(yīng)器結(jié)構(gòu)特性的影響 (1)電暈極結(jié)構(gòu) 電暈極結(jié)構(gòu) 不同峰值電壓下凈化甲苯效率 /% 24 30 36 42 , 單線 , 單線 *,單線 , 單線 , 單線 3－ , 絞線 表 電暈極結(jié)構(gòu)、峰值電壓與凈化甲苯效率 表 、 峰值電壓和凈化甲苯效率的相關(guān)數(shù)值 。 ⑤ 脈沖成形電容有一最佳值 。 1）脈沖電源電參數(shù)的影響 ① 凈化效率隨脈沖頻率的增大而提高 。 與空腔式等離子體反應(yīng)器相比 ,填充式反應(yīng)器的能耗高 、 氣體阻力相對(duì)較大 。 這些反應(yīng)器都是從電除塵器發(fā)展而來的 ,與其不同之處是電除塵器中供電方式大多采用直流負(fù)電 ,其主要目的是脫除廢氣中的顆粒物 ,而在非平衡等離子體反應(yīng)器中 ,為了提供高濃度的等離子體大多采用高壓納秒級(jí)脈沖或高壓納秒級(jí)脈沖疊加直流供電 ,其主要目的是脫除空氣中的有害氣體 。 非平衡等離子體降解污染物是一個(gè)十分復(fù)雜的過程 ,而且影響這一過程的因素很多 。 則這些帶負(fù)電的顆粒物就會(huì)吸引其周圍帶正電的顆粒物 (通?？諝庵械募?xì)菌 、 病毒 、 孢子等是帶正電 )。 在化學(xué)反應(yīng)的過程中 ,添加適當(dāng)?shù)拇呋瘎?,能使分子化學(xué)鍵松動(dòng)或削弱 ,降低氣體分子的活化能從而加速化學(xué)反應(yīng) 。 ② 等離子體中包含了大量的高能電子 、 離子 、 激發(fā)態(tài)粒子和具有強(qiáng)氧化性的自由基 ,這些活性粒子的平均能量高于氣體分子的鍵能 ,它們和有害氣體分子發(fā)生頻繁的碰撞 ,打開氣體分子的化學(xué)鍵生成單原子分子和固體顆粒 ,同時(shí)產(chǎn)生的大量 ② OM－ + SP(固體顆粒 )→(SPM) － 。(2)催化凈化 。③ 表面放電。 利用電子束輻射使氣體電離產(chǎn)生等離子體具體有以下幾種 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 ①利用放射性同位素發(fā)出的 α,β,γ 射線； ②利用 x射線； ③利用帶電粒子。 (1)電子束輻射法 電子束輻射法 (Ebean)的原理是利用電子加速器產(chǎn)生的高能電子束 ,直接照射待處理的氣體 ,通過高能電子與氣體中的氧分子及水分子碰撞 ,使之解離 ,形成非平衡等離子體 ,其中所產(chǎn)生大量活性粒子 (如 ② 非熱平衡等離子體。 (2)分類 :依據(jù)等離子體的粒子間溫度差 (即電子溫度 Te與離子溫度 Ti之差 ),可以把等離子體分為 2大類 : 當(dāng) Te≥T i 時(shí) , 稱為非 平衡態(tài) 的等離 子 (Nonthermal Equilibrium P1asma)。 等離子體法具有處理流程短 、 效率高 、 能耗低 、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn) ， 等離子體既可用于處理廢氣 ， 又可用于處理廢水 、固體廢物 、 污泥 ， 甚至放射性廢物 。還可以去除一些在單獨(dú)一種方法無法分解的有機(jī)物 。 從而達(dá)到提高光催化氧化反應(yīng)速率 。 潔凈燈具具有 2種功能 :一是人員在燈具下辦公空間的空氣環(huán)境得到凈化 。 無論從降低微生物數(shù)目的效率 ,還是從殺滅微生物的徹底性 ,從而使其失去繁殖能力都比單獨(dú)采用紫外線技術(shù)或過濾技術(shù)所無法比擬的優(yōu)勢(shì) 。 光催化對(duì)幾乎所有的污染物都具有治理能力 。這是因?yàn)楸簾龝?huì)對(duì) TiO2的表面產(chǎn)生影響，隨著焙燒溫度提高，比表面積減少，表面吸附量降低。 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) C：表面積的影響 在反應(yīng)物充足的情況下，表面積越大則活性越高。這意味著納米半導(dǎo)體粒子獲得了更強(qiáng)的還原和氧化能力，從而使催化活性隨尺寸量子化程度的提高而提高。這主要是因?yàn)椋? ① 兩種晶型結(jié)構(gòu)均可由相互聯(lián)結(jié)的八面體表示，兩者的差別在于八面體的畸變程度和八面體間相互聯(lián)結(jié)的方式不同。制備途徑： ①粘結(jié)法：直接負(fù)載于載體上； ②熱處理固化在載體上。但反應(yīng)速率對(duì)溫度的依賴性不大。例如： H2O會(huì)抑制丙酮的光催氧化。繼續(xù)增加催化劑的用量，催化劑之間的遮蔽會(huì)逐漸嚴(yán)重，某些催化劑會(huì)因得不到光照射而失去光催化活性，無法發(fā)揮催化作用，導(dǎo)致凈化效率降低。圖 512為 TiO2用量及面密度對(duì)丙酮凈化效率的影響 [ 6]。流量的大小決定了丙酮以及氧向 TiO2表面的遷移速度，也影響著丙酮在 TiO2表面的停留時(shí)間和產(chǎn)物脫附的速度。光催化反應(yīng)器設(shè)計(jì)的原則就是盡可能的激活光催化劑，或者提供盡可能大的能被光照射的催化劑比表面積。而且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、能耗低、操作簡(jiǎn)單、無二次污染，可形成透明薄膜，價(jià)格低廉。納米材料特殊的導(dǎo)電、電磁性能、超強(qiáng)的吸收性和寬頻帶性，為導(dǎo)電吸波織物的研究開發(fā)創(chuàng)造了新條件。其中后整理法是將納米材料借助于分散劑、穩(wěn)定劑、粘合劑等助劑，利用吸浸法、浸軋法、涂層法等工藝方法處理到過濾材料中，從而使濾料具有某種特殊功能。 1 1 1 1r k K C k? ? ? ?C1CdC kKdt K? ? ? ? ?＝ 實(shí)例驗(yàn)證 :設(shè)實(shí)驗(yàn)條件為光源是直型 9W紫外燈 ,波長(zhǎng) ,且是常溫常壓 ,丙酮初始濃度分別為 、 、 、,以丙酮光催化降解前 15min質(zhì)量濃度下降值來考察初始質(zhì)量濃度 1/C0和初始降解速率 1/r0的關(guān)系 ,二者線性關(guān)系 ,如圖 示。 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 研究表明 ,TiO2光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)符合蘭繆爾 欣伍德 LangmiurHinshelwood(LH)模型 ,最具有代表性 ,其表達(dá)式為： 2222( 1 ) ( 1 )nnO R O RnnO O R RkK K P PK P K P? ??＝?Kkpn式中， ——反應(yīng)速率； ——反應(yīng)物吸附平衡常數(shù)； ——光催化反應(yīng)常數(shù)； ——反應(yīng)物分壓； ——指數(shù)。 光催化（觸媒）凈化原理圖 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) ： （ 1）直接用空氣中的 O2作氧化劑，反應(yīng)條件溫和（常溫、常壓）； （ 2）可以將有機(jī)污染物分解為 CO2和 H2O等無機(jī)小分子，凈化效果徹底； （ 3）半導(dǎo)體光催化劑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，氧化還原性強(qiáng)，成本低，不存在吸 附飽和現(xiàn)象，使用壽命長(zhǎng)。它們之間禁帶分開 ,TiO2禁帶寬度為 。 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 光催化材料處理 VOC作用原理： “ 光催化 ” ——這一術(shù)語本身就意味著光化學(xué)與催化劑二者的結(jié)合，二者是引發(fā)和促進(jìn)催化氧化反應(yīng)的必要條件。即 : 概述： 催化劑 +紫外光線照射 氧化、還原 吸附凈化污染物 自 1972年 Honde等人發(fā)現(xiàn) TiO2被光照輻射后可以持續(xù)發(fā)生水的氧化還原反應(yīng)，并產(chǎn)生 H2以來，人們對(duì)這一催化反應(yīng)過程進(jìn)行了大量研究。 由于活性炭纖維具有良好的結(jié)構(gòu)特征以及優(yōu)異的吸附性能，在廢水治理、飲用水凈化方面，已經(jīng)取得了理想的效果。 表 。 上式只有在填充層長(zhǎng)度 l足夠大時(shí)才能成立。 在一般的物理吸附中 ,第③項(xiàng)過程進(jìn)行得非常迅速 ,而第 ① 或②項(xiàng)決定著吸附全過程的速度。 ③吸附劑內(nèi)表面吸附，稱為吸附過程。朗式方程能解釋很多試驗(yàn)結(jié)果，是目前常用的等溫吸附方程式。 12,KK 若令 ,以 A表示飽和吸附量，則單位質(zhì)量吸附劑所吸附的吸附質(zhì)的量 可表示為： TX12/B K K? 上式為朗式方程 ,式中 為常數(shù)。 靜吸附量分?jǐn)?shù)用 XT或 m吸附質(zhì) /m吸附劑 表示 (為無量綱量 )。 比表面積相同時(shí) ， 活性炭纖維比粒狀活性炭吸附質(zhì)的吸附能力更高 ， 而吸附低濃度的以及痕量的吸附質(zhì)時(shí)也更有效 。 樹脂吸附劑的結(jié)構(gòu)容易人為控制，因而它具有適應(yīng)性大，應(yīng)用范圍廣、吸附選擇性特殊、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，并且再生簡(jiǎn)單?！? 400～ 800 920 活性氧化鋁 100～ 400 。～ 300～ 500 840 木炭 窄孔 600～ 1000 ～ 。(5)幾何特性見表 。 (二 )特性 (1)具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì) 。(5)來源廣泛 ,價(jià)格低廉 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 吸附劑及其選擇 一、對(duì)吸附劑的要求： （ 1)有大的比表面積 ,吸附能力強(qiáng) 。 物理吸附的特性： (可逆過程 )； ，無選擇性 (只是吸附量不同而已 )。 吸附過程的理論基礎(chǔ) 吸附法就是利用多孔性的固體物質(zhì) ,將 1種或幾種物質(zhì)吸附在其表面而去除的方法。由于吸附具有很高的選擇性和高分離效果，能脫除痕量（ 106級(jí)）物質(zhì)，所以在空氣污染控制中吸附凈化法日益受到重視，特別是用于去除其它方法難以分離的低濃度有害物質(zhì)和處理排放標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格的廢氣效果更好。一種吸附劑可吸附多種吸附質(zhì)，沒有選擇性，只是一種吸附劑對(duì)各種吸附質(zhì)的吸附量是不同的。 物理吸附和化學(xué)吸附并不是孤立的，往往相伴發(fā)生。(4)大的吸附容量 。 工藝：原料經(jīng)粉碎及加黏合劑成型后，經(jīng)加熱脫水（ 120～ 130℃ ）、炭化（ 170～ 600℃ ）、活化（ 700～ 900℃ ）而制得。(4)不易破碎 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 表 常用吸附劑的特性 比表面積 (m2/g) 孔隙體積微觀孔 /宏觀孔 (cm3/g） 松散密度 （ g/L） 比熱容 (J/) 活性炭（木炭） 1000～ 1500 ～ 。 700～ 800 920 氧化硅膠 大孔 250～ 350 ～ 。具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，呈多孔海綿狀，加熱不熔化，可在 150℃ 下使用，不溶于一般溶劑及酸、堿，比表面積可達(dá)到 800m2/g；按照基本結(jié)構(gòu)分類，吸附樹脂大體可分為非極性、中極性、極性和強(qiáng)極性四種類型。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 有關(guān) 資料報(bào)道 ， 活性炭纖維的外表面積比粒狀活性炭大 100倍以上 ． 兩者的體積密度相差 10倍 ， 與粒狀活性炭相比 ， 活性炭纖維有更多的微孔直接與吸附質(zhì)接觸 ， 而且吸附質(zhì)直接暴露于纖維表面進(jìn)行吸附和解析 ， 因而也能更快達(dá)到吸附平衡而更有效地利用微孔 。 1)吸附平衡 吸附質(zhì)與吸附劑長(zhǎng)時(shí)間接觸最終可達(dá)到吸附平衡。等溫吸附關(guān)系式有多種形式，常用的關(guān)系式 ： 朗格謬爾 (Langmuir)方程式 設(shè)吸附質(zhì)對(duì)吸附劑表明的覆蓋率為 θ, 則未覆蓋率部分為 (1θ), 若氣相側(cè)分壓為 p,則吸附速率為 K1P(1θ), 解吸附速率為 K2θ, 當(dāng)吸附達(dá)到平衡時(shí) ,則 : 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 112KPK P K? ? ?1TABPXABP??? ?? ?12K P 1 θ =K θ或 式中 ， 吸附、解吸常數(shù)。由直線的斜率 和截距 便可計(jì)算 與 的值。 ②被吸附物質(zhì)向吸附劑粒子內(nèi)擴(kuò)散，稱為內(nèi)擴(kuò)散過程。 3( / )r g cm? 23( / )va cm cml 假設(shè)在界膜層內(nèi)某一點(diǎn)上 ,氣相主體的被吸附物質(zhì)濃度為 C ,吸附劑粒子表面的被吸附物質(zhì)濃度為 CB,吸附劑表面的吸附量為 qB,吸附劑粒子內(nèi)的吸附量為 q,那么單位體積的吸附量隨時(shí)間的變化具有下列關(guān)系式： ? ? ? ?G v B S v Bdq k a C C k a q qdt ? ? ? ?式中 , kG —— 氣體界膜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的分移動(dòng)系數(shù)； kS —— 粒子內(nèi)的物質(zhì)分移動(dòng)系數(shù) 。 圖 雙層界膜模型 圖 雙層界膜模型與等溫吸附線的關(guān)系 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 假設(shè)吸附平衡為已知條件 ,則根據(jù)式 ()和式 ()求出物質(zhì)移動(dòng)系數(shù)之間的關(guān)系 ,令