在有機(jī)揮發(fā)性廢氣處理上，光催化氧化法能耗小，效益高，且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，是一種處理有機(jī)揮發(fā)性廢氣的較為優(yōu)異的方法。
1 有機(jī)揮發(fā)性廢氣處理及其特征
有機(jī)揮發(fā)性廢氣處理是針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的有機(jī)揮發(fā)性氣體進(jìn)行的過(guò)濾、吸附、凈化等處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒、無(wú)害無(wú)機(jī)小分子的過(guò)程。目前，在化工工業(yè)上，有機(jī)揮發(fā)性廢氣主要有甲醛、苯系物、甲醛丁醛、乙酸乙酯、糠醛、苯乙烯、油霧、漆霧、天那水、丙烯酸、樹(shù)脂等。有機(jī)揮發(fā)性廢氣通常具有有毒有害、易燃易爆、易溶于有機(jī)溶劑、難溶于水、處理難度較大等特征。
2 光催化氧化法
光催化氧化法是一種新型處理有機(jī)揮發(fā)性廢氣的方法，該方法主要通過(guò) UV 紫外光對(duì)光催化劑進(jìn)行照射，使之產(chǎn)生高能電荷-電子空穴對(duì)，并在空氣中的水、氧等物質(zhì)的參與下，使附著于催化劑表面的有機(jī)揮發(fā)性氣體轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?、水以及其他無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)的過(guò)程。具體反應(yīng)過(guò)程如下（以 TiO2 為例）
1 ：
Hv+ TiO2 →h + +e - O 2ads +T i 3+ →O 2ads - +T i 4+
OH - +h + →OH O 2ads →2O ads
T i 4+ +e - →T i 3+ O 2ads +T i 3+ →O ads - +T i 4+
在紫外光的作用下，TiO2 能夠?qū)⑼轭?、烯類、醇類、酮類、醛類、鹵代烯烴、芳香烴以及惡臭物質(zhì)等有機(jī)氣相物質(zhì)氧化，其光利用率高，反應(yīng)速度快。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于三氯乙烯，TiO2的氣相光催化氧化量子效率約為其液相光催化氧化量子效率的50-80 倍。
3 有機(jī)揮發(fā)性廢氣處理中光催化氧化法的應(yīng)用
3.1 有機(jī)揮發(fā)性廢氣的凈化
有機(jī)揮發(fā)性廢氣中存在的酸性氣體不但影響光催化氧化效率，同時(shí)還會(huì)影響設(shè)備的使用壽命，為此必須對(duì)有機(jī)揮發(fā)性廢氣進(jìn)行預(yù)處理，將酸性氣體除掉后在輸入到凈化設(shè)備中。由于酸性氣體多易溶于水，為此預(yù)處理工藝以水洗裝置進(jìn)行。其具體工藝為：
廢氣收集→水洗裝置→光解-催化有機(jī)廢氣凈化設(shè)備→達(dá)標(biāo)排放。
3.2 有機(jī)揮發(fā)性廢氣的光催化氧化
在光解催化凈化設(shè)備中對(duì)有機(jī)揮發(fā)性廢氣主要進(jìn)行光解與催化氧化。光解主要是通過(guò)高能 UV 紫外線對(duì)空氣中的氧氣產(chǎn)生分解作用，促進(jìn)氧分子分解成為游離態(tài)的氧，由于游離態(tài)氧上的正負(fù)電子處于不平衡狀態(tài)，因此游離態(tài)氧極易與氧分子結(jié)合生成臭氧（O3），其過(guò)程為：
O 2 +UV→O（游離態(tài)）+O - O2 +O（游離態(tài)）→O3
而臭氧的強(qiáng)氧化作用能夠促進(jìn)有機(jī)揮發(fā)性廢氣的分解。在 UV高效設(shè)備內(nèi)安裝著紫外線放電管，紫外線放電管產(chǎn)生的光子能量可以高達(dá) 647KJ/mol、742KJ/mol，如此高的光子能能夠迅速裂解小于該能量的有機(jī)揮發(fā)性廢氣的分子鍵，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)機(jī)小分子物質(zhì)。常見(jiàn)分子鍵結(jié)合能量如表 1。
表 1 常見(jiàn)分子鍵結(jié)合能量表
分子鍵 結(jié)合能（KJ/mol） 分子鍵 結(jié)合能（KJ/mol）
H-C 348 C-O 326
H-H 436 C=C 611
C-H 414 C=O 728
