【正文】 TED BACK THROUGH YOUR BUILDING ELECTRICALLY CHARGED PLATES ATTRACT PARTICLES LIKE MAGNETS ELECTRONICALLY CHARGED WIRES ZAP PARTICLES AIRFLOW PREFILTER SCREEN STAGE 1 : CHARGING SECTION STAGE 2 : COLLECTION SECTION 塵埃 病毒 細菌 花粉 Smoke 真菌 電子凈化格柵 74 hv EgEg= +h? ? 380nm2TiO 22CO , H O , e tc導帶 價帶 e2O ?HO? TiO2 是一種 N型半導體，有很強的氧化性和還原性。在光化學反應中，以 TiO2 作催化劑，在太陽光尤其是紫外線的照射下，使得 TiO2固體表面生成空穴 (h＋ )和電子 (e－ )，空穴使 H2O氧化，電子使空氣中的 O2還原，在此過程中，生成 OH基團。 OH基團的氧化能力很強，可使有機物（ VOC）被氧化、分解，最終分解為 CO2 和 H2O。 光催化降解 VOCs H2O VOCs 75 光催化納米材料 ?? TiO2 ? 甲醛光降解反應中的主要氧化還原反應： ? 氧化反應： ? ? 還原反應： ? 原理總結： HCHO + H2O + 4h+ + O2 + 4e ? ? HCOOH + 2H+ + 2h+ +O2 + 4e ? ?CO2 +4H+ + O2 + 4e ? ? 2 H2O + CO2 ?? ?? ?? heT iO hv222 44 COHhOHHC HO ???? ?? OHHeO 22 244 ??? ??76 光催化材料 UV燈（關） 微生物 VOCs 燈（開）224 4 2O e H H O??? ? ???222222hvT iO e hH C H O H O h H C O O H 2HH C O O H h C O H????????? ?? ? ??? ?? ??? ?氧化反應 還原反應 降解甲醛反應過程： REPLAY 光催化降解 VOCs及微生物原理圖 77 光源要求 ? 一般在紫外光照射下 VOCs才會發(fā)生光催化降解 ? 光催化反應器中采用的光源多為中壓或低壓汞燈。 ? 紫外光譜分為： ? UVC(100280nm) ? UVB(280320nm) ? UVA (320 400nm) ? 殺菌紫外燈波長一般在 UVC波段，特別在254nm附近。 78 不同方法空氣凈化效果比較 /h 79 光催化材料 高壓電 高壓放電 平板電極 平板電極 帶電粒子沖擊 電場應力及其熱效應 UV光催化 微生物 VOCs 等離子體放電催化 利用高能電子 (5eV～ 20eV)轟擊反應器中的氣體分子 (NOx， SOx，O2和 H2O等 )；經(jīng)過激活、分解和電離等過程產生氧化能力很強的自由基 (OH、 HO2)、原子氧 (O)和臭氧 (O3)等，這些強氧化物質可迅速氧化掉 NOx和 SO2，在 H2O分子作用下生成 HNO3和 H2SO4，把 VOCs分解為 H2O和 CO2 。 80 等離子體放電催化消除微生物污染 稀釋比為 1： 1000情況下未經(jīng) 放電處理的細菌生長跡象 稀釋比為 1： 1000情況下經(jīng)（ 8 kV） 放電處理的細菌生長跡象 81 光催化和等離子放電催化的優(yōu)點 ? 廣譜：可消除空氣中的多種污染物如 VOCs、 ? 無機有害物以及微生物等； ? 安全：催化劑無毒、無腐蝕，主要最終產物為 CO水等無害氣體； ? 穩(wěn)定：無需再生，可連續(xù)工作； ? 節(jié)能：反應所需能耗低。 82 臭氧殺菌消毒 臭氧 ，一種刺激性氣體， 是已知的最強的氧化劑之一，其強氧化性、高效的消毒作用使其在室內空氣凈化方面有著積極的貢獻。 臭氧的主要應用在于滅菌消毒，它可即刻氧化細胞壁，直至穿透細胞壁與其體內的不飽和鍵化合而殺死細菌，這種強的滅菌能力來源于其高的還原電位。 名稱 分子式 標準電極電位 V 名稱 分子式 標準電極電位 V 臭氧 O3 二氧化氯 ClO2 雙氧水 H2O2 氯氣 Cl2 高錳酸離子 MnO2 常見的滅菌消毒物質的還原電位表 83 空氣中殺菌消毒所需時間 紫外照射、納米光催化、等離子體放電催化和臭氧殺菌所需時間一般都為數(shù)分鐘。 84 利用植物凈化空氣 ? 美國宇航局科學家威廉發(fā)現(xiàn)綠色植物對居室和辦公室的污染空氣有很好的凈化作用 : ? 24小時照明條件下，蘆薈吸收了 1m3空氣中 90％的醛； ? 90％的苯在常青藤中消失； ? 龍舌蘭則可吞食 70％的苯、 50％的甲醛和 24％的三氯乙烯； ? 吊蘭能吞食 96％的一氧化碳， 86％的甲醛。 ? 威廉的實驗證實： ? 綠色植物吸入化學物質的能力來自于盆栽土壤中的微生物，而不主要是葉子。 ? 與植物同時生長在土壤中的微生物在經(jīng)歷代代遺傳后，其吸收化學物質的能力還會加強。 85 利用植物凈化空氣 ? 可以作為室內空氣污染物的指示物的植物： ? 紫花苜蓿：在 SO2濃度超過 ppm時，接觸一段時間，就會出現(xiàn)受害的癥狀； ? 貼梗海棠：在 就會有受害反應； ? 香石竹、番茄：在濃度為 ～ 乙烯下幾個小時，花萼就會發(fā)生異?，F(xiàn)象 86 空氣凈化方法總結 物理污染 化學污染 微生物污染 普通過濾 吸附 靜電除塵 要了解“病情”，對癥下藥。 目前，空氣凈化方法產品宣傳中大多為“包治百病”。 現(xiàn)實世界中無萬能“靈丹妙藥”。 87 思考題 ? 請比較不同室內空氣凈化方法的優(yōu)缺點。 ? 根據(jù)公式 (52)，請繪出 PDACC的關系曲線 ？ ? 在 SARS肆虐期間，為安全起見，一些人在空調系統(tǒng) 中放臵紫外燈殺毒滅菌，你對此有何評價？ ? 在 空調系統(tǒng)里面釋放臭氧殺菌的方法是否可行？ 88 本章參考文獻 ? John D S, Jonathan M S, John F M. Indoor Air Quality Handbook. the 1st edition. New York: McGrawHill Companies, Inc., 2023 ? Yinping Zhang, Rui Yang, A model of photocatalytic air cleaner for analyzing the performance of removing VOCs in indoor air and its applications, Atmospheric Environment, Vol. 37, 2023, . ? 楊學昌、柯銳、夏天、周遠翔， 納米 TiO2等離子體放電催化空氣凈化技術的研究，電工電能新技術， 2023年 01期 ? 楊學昌、周遠翔等， 納米二氧化鈦等離子體放電催化殺菌的試驗研究，電工電能新技術， 2023年 02期 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAIT