【正文】 用 。 這個過程在極短的瞬間重演了無數(shù)次 ,于是形成被稱為 “ 電子雪崩 ”的積累過程 ,在放電極附近的電暈內(nèi) ,產(chǎn)生大量的自由電子和正離子 ,其中正離子被加速引向負極 ,釋放電荷 。 在污染物濃度高的環(huán)境里 ,若清除污染物所損失的負離子得不到及時補償 ,則會出現(xiàn)正負離子濃度不平衡狀態(tài) ,存在高濃度的空氣正離子現(xiàn)象 ,結(jié)果使人產(chǎn)生不適感 。 概述： 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 臭氧凈化 臭氧的有關(guān)性質(zhì) 通過對臭氧的研究發(fā)現(xiàn) ,臭氧具有不穩(wěn)定特性和很強的氧化能力。其產(chǎn)生機理中 ,電暈中的自由高能離子離解氧分子 : 2 2e O O e??? ? ?然后 ,通過三體碰撞反應形成臭氧 : 23O O M O M? ? ? ?式中， M ——氣體中其他氣體分子。 電極反應為 : 陽極： 陰極： 222H e H????233 6 6H O O H e??? ? ?222 4 4H O O H e??? ? ?224 4 2O H e H O??? ? ?室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 臭氧凈化 電化學法產(chǎn)生臭氧 ,具有設備簡單 、 體積小 、 移動方便 、 操作簡便等優(yōu)點 ,且臭氧體積分數(shù)可達 13%以上 ,不產(chǎn)生有害的氮氧化合物 。由于將臭氧直接釋放到空氣中 ,整個室內(nèi)空間及該空間的所有物品周圍 ,都充滿了臭氧氣體 ,因而消毒滅菌范圍廣 ,其工作量也比消毒噴灑和擦洗消毒小得多 , 應用方便。例如 ,用于一般的除味、除臭、吸臭、氧化空氣以及保健時 ,濃度一般不要超過 98μg ／m3個 。 許多室內(nèi)空氣凈化器就是以臭氧氧化空氣中的有機物來凈化空氣 。 。 臭氧的滅菌效果比一般的紫外線消毒效果要強 。高濕度對減少果蔬的質(zhì)量損失也是有利的。同時 ,臭氧還能對有害物質(zhì)進行分解 ,使其轉(zhuǎn)化成無毒副產(chǎn)物 ,有效地避免殘留而造成的二次污染。 3)電化學法（電解法） 電解法是利用直流電電解含氧電解質(zhì)產(chǎn)生臭氧的 。 項目 分子式 分子量 氣味 顏色 穩(wěn)定性 溶解度 氧 O2 32 無 無 穩(wěn)定 臭氧 O3 48 草腥味 淡藍色 易分解 640 表 氧和臭氧的主要性質(zhì) 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 臭氧凈化 臭氧的發(fā)生技術(shù) 1)無聲放電法 無聲放電法又稱電暈放電法 ,是一種將干燥的含氧氣體通過電暈放電區(qū)產(chǎn)生臭氧的方法。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 臭氧凈化 臭氧作為已知的最強氧化劑之一 ， 具有強氧化 、 高效消毒和催化作用 。與此同時 ,剩余水滴便帶上等量的正電荷 。 空氣負離子的發(fā)生技術(shù)主要有 :電暈放電 、 水發(fā)生和放射發(fā)生 3種 。 人體吸入負離子 30min后 ,肺能增加吸收氧氣 20%,多排出二氧化碳 %。 在海灘 、 森林 、 高山 、 湖邊等處之所以令人心醉 ,主要是因為空氣中有較高的負離子 。 對大氣電離層形成的靜電場而言 ,地面是負極 ,大氣是正極 。 重離子的直徑約為 105cm,在電場中運動較慢 ,運動速度僅為 。 利用非平衡等離子體凈化空氣中揮發(fā)性有機污染物和殺菌是近年來的研究熱點 。圖 物初始濃度的關(guān)系。 原因是電暈極間距過小時 ,電暈線之間的電場相互屏蔽作用明顯 ,反應器中的電場分布趨于均勻 ,導致起暈電壓上升 ,易出現(xiàn)火花放電 。 而玻璃管壁則為致密 、 光滑表面 ,吸附作用較弱 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 影響 非平衡等離子體凈化主要因素 總之 ,直徑較小時 ,雖然對甲苯的凈化效率較高 ,但存在著易發(fā)生火花放電及處理氣體流量偏低的缺點 ,不便于實際應用 。 主要是由于當脈沖電壓一定時 ,電暈線越細 ,則起暈電壓越低 ,放電越易發(fā)生 ,對甲苯的凈化效果越好 。 ③ 凈化效率隨脈沖寬度的增大而提高 。在反應器中填充的主要介質(zhì)有 :TiO Al2O BaTiO3等 。 除了積聚過程外 ,在有限的空間里空氣中帶負電的顆粒物還被吸附到帶正電的表面上 ,而通常情況下 ,房間里面大多數(shù)物體的表面 (包括墻壁 、 地面 、 家具 、 電器等 ) 都是帶正電的 。HO (1)預荷電集塵原理 : 利用極不均勻電場 ,形成電暈放電 ,產(chǎn)生等離子體 ,其中包含的大量電子和正負離子在電場梯度的作用下 ,與空氣中的顆粒污染物發(fā)生非彈性碰撞 ,從而附著在上面 ,使之成為荷電離子 ,在外加電場力的作用下 ,被集塵極所收集 。 (2)氣體放電法 ①電暈放電 。 隨著技術(shù)的日益成熟 ,非平衡態(tài)的等離子體應用的領域?qū)絹碓蕉?,空氣凈化大多通過非平衡等離子體實現(xiàn) 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 等離子體及其分類、制備 當 Te=Ti時 ,稱為熱平衡等離子體 ,簡稱熱等離子體 (Thermal Plasma)。 (2)光催化與臭氧氧化聯(lián)用 : 利用臭氧裝置產(chǎn)生的臭氧進入光催化反應裝置 ,臭氧作為一種強氧化劑與紫外光激發(fā)的光催化氧化協(xié)同作用 ,具有分解有機污染物 、 滅菌和除臭等高效率的凈化作用 。 ② 綠色健康產(chǎn)品 :可在現(xiàn)有的家用電器產(chǎn)品上 (如空調(diào)器 、 加濕器 、 空氣凈化器 、 暖風機等 )附設光催化凈化功能 ,開發(fā)而成的新一代高效綠色健康產(chǎn)品 。 下表列出了不同熱處理條件對 TiO2粒子表面特征的影響。粒徑越小，電子從體內(nèi)擴散到表面的時間越短，所以電子與空穴復合幾率越小，電荷分離效果越好，從而導致催化活性的提高。 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) A：晶型的影響 TiO2 有三種晶型：銳鈦礦型、金紅石型和銳鈦礦型。 G：其他因素的影響 pH值的變化對不同反應物降解的影響也不同，且與光強大小有一定關(guān)系。 分析：隨著用量的增加，系統(tǒng)中催化劑粒子的質(zhì)量濃度增加，對丙酮的吸附能力加強，光催化活性提高，凈化效率上升。 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 2）光催化反應器的結(jié)構(gòu)型式 設計光催化反應器時應考慮光催化反應器能提供盡可能大的能被光照射的催化劑比表面積盡可能大的安裝催化劑的面積。（如：防水、放油服裝等） 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) ④ 阻燃 納米材料的粒徑超細、經(jīng)表面處理后其活性極大，當燃燒時其熱分解速度可大大的加快，吸熱能力增強，降低材料表面溫度，且超細的納米材料顆粒能覆蓋在聚烯烴凝聚相的表面，能很好地促進碳化層的形成，在燃燒源和基材間形成不燃性屏障，從而起到隔離阻燃的作用。 圖 1/r0和 1/C0的關(guān)系 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 納米過濾材料與光催化反應器的設計 1. 納米過濾材料 1）納米技術(shù)與過濾材料 納米技術(shù)在空氣過濾材料開發(fā)上的應用，主要集中在利用一些金屬及氧化物的納米級粒子所具有的特性，通過一定的方法加工到纖維中或處理到織物濾料上，使濾料具有某些特殊功能，即功能性過濾材料。其二 ,光催化反應過程。即在光電轉(zhuǎn)換中 進行氧化還原反應。日本有關(guān)專家的研究證明，活性炭纖維能高效吸附香煙煙霧中的有害成分，有效地清除香煙煙霧中的有害物質(zhì)。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 吸附技術(shù)在空氣凈化中的應用 近年來通過對 SBS的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn) ,現(xiàn)代化大樓最常見的分子污染是VOC污染 ,它是建筑內(nèi)各種異味的主要根源 ,分子擴散速度的量級大大高于微粒?？梢哉J為 ,在氣相與吸附劑粒子的界面上存在著雙層界膜 ,如圖 。則上式可改寫成 : / mVV? ?mVV,AB室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 1mmPPV B V V??1mV B PV B P? ?或 用 對 做圖應得一條直線。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 吸附理論與吸附性能參數(shù)的測定 吸附平衡與吸附過程所進行的時間 (即吸附速率 )是吸附分離效果的關(guān)鍵因素。～ 600～ 900 920 物理性質(zhì) 吸附劑 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 (2)樹脂吸附劑 樹脂吸附劑也叫吸附樹脂，是一種新型有機吸附劑。由于活性炭的原料和制造方法不同，細孔的分布情況相差很大，應根據(jù)吸附質(zhì)的分子直徑和活性炭的細孔分布情況選擇合適的活性炭。 二、常用吸附劑及其功能 ：見表 表 各種吸附劑可去除的有害氣體 吸附劑 可去除的有害氣體 活性炭 苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙醇、乙醚、甲醛、苯乙烯、氯乙烯、惡臭物質(zhì)、硫化 氫、氯氣、硫氧化物、氮氧化物、氯仿、一氧化碳 浸漬活性炭 烯烴、胺、酸霧、堿霧、硫醇、二氧化硫、氟化氫、氯化氫、氨氣、汞、甲醛 活性氧化鋁 硫化氫、二氧化硫、氟化氫、烴類 浸漬活性氧化鋁 甲醛、氯化氫、酸霧、汞 硅膠 氮氧化物、二氧化硫、乙炔 分子篩 氮氧化物、二氧化硫、硫化氫、氯仿、烴類 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 (1)活性炭 (一 )活性炭制作 活性炭是目前應用較多的一種吸附劑，用于氣體凈化的活性炭是以煤粉等為原料，以煤焦油做調(diào)和劑，成型后經(jīng)干燥、炭化、活化等工序制成。 化學吸附的特性： ； ； (只能吸附一種或幾種物質(zhì) )； ； ，即使高溫解析了，解析的氣體會改變原特性。室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 第五章 空氣中氣態(tài)污染機理及方法 吸附凈化 光催化 (光觸媒 )凈化 非平衡等粒子體凈化 負離子凈化 臭氧凈化 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 吸附作為工業(yè)上的一種分離過程，已經(jīng)廣泛地應用在化工、石油、食品、輕工業(yè)及高純氣體的制備等工業(yè)部門。 ； ，高溫下可解析； 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 2） 化學吸附 化學吸附是吸附劑和吸附質(zhì)之間發(fā)生的化學作用，是由化學鍵力引起的。(6)容易再生和再利用。 (三 )活性炭的選擇： 活性炭小孔的表面積占比表面積的 95%以上，所以吸附量主要受小孔支配。 700～ 800 880 分子篩 500～ 1000 ～ 。 由于活性炭纖維具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)特征以及良好的吸附性能，在室內(nèi)空氣凈化方面也取得了較好的效果，活性炭纖維不僅能廣泛用于有機物的吸附與清除，而且能夠有效地去除異味。若將其覆蓋率 表示，其中 為氣體分壓力 P 時被吸附氣體在標準狀況下的體積； 為吸附劑被覆蓋滿一層時被吸附氣體在標準狀況下的體積。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 現(xiàn)分析填充密度為 ,吸附劑粒子的外表面為 ,填充層長度為 的吸附劑填充層上產(chǎn)生的吸附過程。在物理吸附情況下 ,用液體界膜物質(zhì)移動系數(shù) kL代替 kS,就可以得到與上式完全相同的關(guān)系式。在室內(nèi)空氣凈化方面，也取得了較好的效果，活性炭纖維不僅能廣泛用于有機物的吸附清除，而且能夠有效驅(qū)除異味。 TiO2——作為催化劑 (是由其本身的光電特性所決定的 )。 二、光催化反應的數(shù)學模型 與一般的催化反應類似 ,光催化氧化分解有機物的反應 ,一般涉及到兩個過程 :其一 ,傳熱傳質(zhì)過程 。對丙酮的光催化實驗表明 ,LH模型能夠很好的描述其反應速率。 ③ 防水、防油 由于在納米尺寸低凹的表面可使吸附氣體分子穩(wěn)定存在，所以在宏觀表面上相當于有一層穩(wěn)定的氣體薄膜，使油或水無法與材料表面直接接觸，從而使材料表面呈現(xiàn)超常的雙疏性。 空氣凈化裝置設計中，光催化反應器的設計必須解決的問題是氣固的良好接觸與氣阻見的矛盾、光能傳播到所有的催化劑表面以及光的利用率。開始時隨著催化劑用量的增加，丙酮凈化效率增大，達到一定值后，再增加 TiO2的量，丙酮凈化效率反而減小。 H2O對 1丁醇在 TiO2表面的吸附影響不大，其反應速率不因 H2O而改變，因而對 1丁醇的轉(zhuǎn)化率無影響。 技術(shù)上兩者均要達到： A ： TiO2不易脫落下來； B ： TiO2能獲得高的光催化活性。 ②