微碳 · VOCs微波光催化

1. VOCs来源

       VOCs主要来源于石油、化工、塑料和印刷等行业生产的过程中排放的废气，特点是数量较大，有机物的含量波动性大、可燃、有一定毒性，有的还有恶臭。

2. 微碳VOCs治理工艺

       微碳科技公司团队属于国内较早从事VOCs治理研究工作的一支技术团队，经过近10年积累，已熟悉掌握多种VOCs治理工艺。

       公司针对不同企业客户产生的VOCs进行“一企一方案”设计，在保证外排废气稳定达标的前提下，尽可能降低企业客户初始投入，帮助客户达到经济与环境双赢。

3. 微碳“纳米级微波光催化分解”工艺

（1） 工艺原理

       微碳纳米级微波光催化是利用纳米TiO2作为催化剂，通过微波诱导，产生高能紫外线、电子空穴以及臭氧，利用它们协同分解有机废气，效果更强。

       TiO2属于一种n型半导体材料，它的禁带宽度为3.2ev,当它受到波长小于或等于387.5nm的紫外光照射时，价带的电子就会获得光子的能量而越前至导带，形成光生电子（e-）；而价带中则相应地形成光生空穴(h+)。

       微碳纳米级微波光催化装置可以激发出“电子—空穴”对（一种高能粒子），这种“电子—空穴”和周围的水、氧气发生反应后，就产生了具有极强氧化能力的自由基活性物质，可将气体中的有机物氧化、分解成CO2和H2O 等无毒无味的物质。故不存在吸附饱和和二次污染问题。

       纳米二氧化钛催化氧化能力是普通二氧化钛的30倍，大大提高有机物的分解速度。微碳纳米级微波光催化分解有机废气，分为三个步骤：

       

       ①紫外线——促进裂解

       由于半导体的光吸收阈值与带隙具有式K=1240/Eg(eV)的关系,因此常用的宽带隙半导体的吸收波长阈值大都在紫外区域。当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时，半导体的价带电子发生带间跃迁，即从价带跃迁到导带，从而产生光生电子(e-)和空穴(h+)。此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子，而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性,能将绝大多数的有机物氧化至最终产物CO2和H2O，甚至对一些无机物也彻底分解。

       

       ②微波——内部穿透发热，促进拆分分子结构

       微波催化光解技术是微碳公司的重大科技攻关项目，是目前国内少数采用微波真空灯技术处理废气的公司，由微波激发的真空紫外线是目前工业应用中最强的紫外线，紫外线剂量超过65MW/cm2。

       微波辐射功能对废气进行微波辐射，使细胞中极性物质随高频微波场的摆动受到干扰和阻碍，引起微生物细胞的蛋白质，核酸等生物大分子受热凝固或变性失活，从而导致其突变或死亡，同时对磁共振使之产生强磁辐射对废气分子进行切割、破坏、断裂，破坏细菌的核酸(DNA)。

       

       ③臭氧——氧化生成CO2和H2O

       微碳纳米级微波光催化装置采用的紫外灯管是185nm真空紫外灯管，具有防水、长寿（大于30000小时）的特点； 185nm真空紫外线能量相当于6.7eV，氧化性更强，可将空气中的O2变成O3(臭氧)，利用•OH和O3的协同反应，处理有机废气效率更高。

图  TiO2光电效应示意图

       微碳纳米级微波光催化装置与普通光催化装置比较的优势表现在：

图  微波光催化设备图

图  光催化分解有机物路径图

（2） 微波光催化设备优势