¿Habéis trabajado con artículos en vuestro estudio y trabajo? Los artículos son una herramienta para comunicar los resultados académicos. ¿Cómo escribir un ensayo reflexivo y literario? El siguiente es mi artículo sobre la aplicación de la tecnología nanofotocatalítica en el control de la contaminación del aire. Bienvenido a compartirlo.
Hoy en día, la contaminación ambiental se ha convertido en un problema global. Fortalecer la protección del medio ambiente y promover el desarrollo coordinado del medio ambiente y la economía son los principales medios del desarrollo económico mundial. Como tipo de contaminación ambiental, la contaminación del aire debe fortalecerse para aliviar los problemas causados por el efecto invernadero al desarrollo social, lo que favorece la construcción de una sociedad armoniosa. Con base en esto, este artículo analiza principalmente la tecnología nanofotocatalítica y estudia su aplicación en el control de la contaminación del aire como referencia.
Palabras clave: tecnología nanofotocatalítica; contaminación del aire; aplicaciones de gobernanza
La aplicación de la tecnología nanofotocatalítica en la contaminación del aire puede mejorar el nivel de control de la contaminación del aire. La tecnología nanofotocatalítica se ha convertido en la tecnología de purificación de aire más avanzada en la sociedad actual debido a su buen efecto fotosensible, fácil de alcanzar sus condiciones de reacción, alta eficiencia e inofensiva para el medio ambiente y el cuerpo humano. Analizar y estudiar la tecnología nanofotocatalítica y comprender plenamente su aplicación en el control de la contaminación del aire ayudará a resolver el grave problema de neblina de mi país, optimizar el entorno de vida de las personas y promover un rápido desarrollo económico.
1. La teoría de la tecnología nanofotocatalítica
Como una de las fuentes de energía limpia “ineagotables”, la energía solar se enfrenta a una creciente escasez de energía y a la contaminación ambiental. La energía es particularmente importante. La tecnología de degradación de contaminantes fotocatalítica no sólo puede aprovechar al máximo la energía solar, sino también resolver el problema del tratamiento de los contaminantes atmosféricos. Como nuevo método de control de la contaminación del aire, la tecnología nanofotocatalítica tiene un enorme potencial de aplicación en el control de la contaminación del aire. En comparación con el método tradicional de adsorción física (carbón activado), el uso de tecnología nanofotocatalítica para purificar el aire tiene las siguientes ventajas: (1) la degradación catalítica se puede llevar a cabo a temperatura y presión normales, la operación es simple bajo estimulación de; La luz solar, la atmósfera se puede eliminar eficazmente. Los óxidos de nitrógeno, los COV y otros contaminantes del aire no causarán contaminación secundaria.
La teoría de la tecnología fotocatalítica se basa principalmente en el efecto "Volumen-Kishima-Honda". A finales de la década de 1970, Frank y Bard estudiaron la fotólisis del cianuro en agua en la superficie del TiO2, y Carey estudió la degradación de los bifenilos policlorados bajo la irradiación con luz ultravioleta del TiO2, lo que promovió en gran medida la aplicación de la tecnología fotocatalítica en la investigación del control de la contaminación ambiental. El mecanismo de oxidación catalítica de materiales semiconductores es: cuando el catalizador semiconductor es irradiado por luz con energía mayor que el ancho de la banda prohibida, los electrones en la banda de valencia (banda va, VB) se excitan, saltan la banda prohibida y entran en la banda conductora. banda (CB), y la banda de valencia Los huecos () correspondientes a los electrones () se generan en el semiconductor, es decir, se generan pares electrón-hueco libres. Bajo la acción del campo eléctrico, los electrones activos y los huecos se pueden separar. del semiconductor. Al mismo tiempo, también se produce la recombinación de electrones y huecos. Los huecos de la banda de valencia () oxidan el H2O adsorbido en radicales hidroxilo (), y los electrones de la banda de conducción () reducen el O2 en el aire a radicales superóxido (). Estos dos tipos de radicales libres () son grupos activos clave para la degradación de contaminantes. El principio de reacción es el siguiente:
2. Aplicación práctica de la tecnología nanofotocatalítica
La tecnología nanofotocatalítica se utiliza ampliamente en el control de la contaminación del aire. Como fotocatalizador con buenos efectos de aplicación, el dióxido de titanio tiene buena resistencia a ácidos y álcalis, resistencia a la corrosión ligera, buena estabilidad química, fuentes ricas, alta energía y un gran potencial para electrones y huecos fotogenerados. Sin embargo, en la aplicación práctica de la tecnología nanofotocatalítica, ésta se ve fácilmente afectada por la concentración de catalizador y materia orgánica. Por lo tanto, en el proceso de control de la contaminación del aire, el personal relevante debe prestar atención al impacto de estos factores en la tecnología fotocatalítica.
(1) El impacto de los catalizadores en la tecnología nanofotocatalítica. El principio de la tecnología nanofotocatalítica es utilizar catalizadores para purificar la atmósfera. Durante el proceso de reacción, el área de superficie y el tamaño de partícula del catalizador afectarán la reacción nanofotocatalítica.
Por ejemplo, cuando el tamaño de partícula del catalizador disminuye, el número de partículas por unidad de masa en la solución aumentará. Aunque la eficiencia de absorción de luz aumentará, la absorción de luz no se saturará fácilmente. el sistema catalizador significa que el área del catalizador que participa en la reacción aumenta. Es beneficioso para las reacciones catalíticas y viceversa. Además, el grupo hidroxilo de la superficie y el efecto de cristal mixto del catalizador son otro factor que afecta la reacción nanofotocatalítica.
(2) El impacto de la fuente de luz y la intensidad de la luz en la contaminación del aire. Las fuentes de luz comúnmente utilizadas en la tecnología nanofotocatalítica incluyen luz negra, lámparas de mercurio de alta y baja presión, lámparas ultravioleta, lámparas germicidas, etc. La longitud de onda está en el rango de 200 a 400 nanómetros. En términos generales, durante el proceso de reacción nanofotocatalítica, cuanto más fuerte sea la intensidad de la luz, más rápida será la velocidad de la reacción catalítica, que gradualmente se volverá constante, pero la eficiencia cuántica de la luz cambiará a medida que cambie la intensidad de la luz. Además, diferentes valores de pH, adición de cocatalizadores y sales inorgánicas, etc. , también afectará en cierta medida la reacción de la tecnología nanofotocatalítica.
En tercer lugar, la combinación de tecnología nanofotocatalítica de control de la contaminación del aire y otras tecnologías.
(1) Tecnología de ventilación y control de la contaminación interior. Actualmente, existen dos tecnologías comunes de purificación y ventilación del ambiente interior: activa y pasiva. El primero combina orgánicamente dispositivos de purificación del ambiente interior con sistemas de ventilación mecánica, mientras que el segundo utiliza filtros de purificación del aire combinados con sistemas de ventilación natural. Ambas tecnologías implican una tecnología de ventilación eficiente. El primero está dirigido principalmente a la contaminación externa y puede utilizar filtración de alta eficiencia y baja resistencia. Este último se dirige principalmente a la contaminación endógena, y la forma más eficaz son diversas tecnologías de purificación de interiores. En la actualidad, los principales métodos de ventilación incluyen la ventilación mixta, la ventilación por desplazamiento y el suministro de aire personalizado. El propósito de la ventilación híbrida y la ventilación por desplazamiento es crear un ambiente interior sensible al aire. A medida que aumenta la temperatura establecida del aire acondicionado, el confort térmico del personal interior inevitablemente disminuirá. El suministro de aire personalizado está sujeto a más restricciones en el uso real y menos restricciones en proyectos reales.
(2)Tecnología de filtrado. La tecnología de filtración incluye principalmente tecnología de filtración de nanofibras, tecnología de filtración de fibra fotocatalítica y tecnología de filtración de membrana. La tecnología de filtración de nanofibras es un material de filtro compuesto con una cierta estructura de gradiente, que puede mejorar en gran medida el rendimiento de la filtración. Se ha utilizado en la purificación del aire interior, la purificación del agua y otros campos, y se espera que logre aplicaciones de ingeniería a gran escala; un método para controlar los contaminantes atmosféricos El nuevo método tiene un enorme potencial de aplicación en el control de la contaminación del aire.
Cuatro. Conclusión
En el proceso de control de la contaminación del aire, el efecto del uso de tecnología nanofotocatalítica por sí sola no es particularmente obvio. Por lo tanto, en el proceso de control de la contaminación del aire, el personal pertinente debe combinar eficazmente la tecnología nanofotocatalítica con otras tecnologías avanzadas de purificación del aire para mejorar el efecto del control de la contaminación del aire y proteger la salud de las personas.
Materiales de referencia:
[1]Cao Junji, Huang Yu. Aplicación de la tecnología nanofotocatalítica en el control de la contaminación del aire [J Science and Technology Herald, 2016, 17: 64-71.
[2]Wang Shaoyu. Investigación sobre la aplicación de tecnología fotocatalítica en purificadores de aire interiores [D] Universidad de Zhejiang, 2013.
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