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影响UV光氧催化器催化氧化效率的因素
1、低温等离子体法
低温等离子体法是利用电场对电子加速，使之产生化学活性，当电子能量高于VOCs的化学键能时，电子的不断轰击可使VOCs键断裂、电离，从而破坏有机物的分子结构，生成小分子的低有害或无有害物质，达到去除VOC、的目的。该法虽然在处理VOCs过程中会产生臭氧等副产物，但是具有去除效率高、处理量大等优点，适用于处理中低浓度的VOCs废气。
国内外科研人员对低温等离子体去除甲苯做了大量文献报道，实验条件下去除甲苯过程虽然会产生一些副产物，但是总体而言去除效率是比较高的。Schiorlin等在常压条件下，UV光氧催化器采用脉冲电晕法产生的低温等离子体来去除空气中的甲苯，去除率高达99%。党小庆等在陶瓷环、分子筛和混合填料填充条件下，比较了低温等离子体对甲苯的去除率和臭氧的产生量，并研究了在混合填料填充时外加不同电压，低温等离子体去除甲苯的过程。研究表明，外加电压相同时，填充混合填料对甲苯的去除率最高，可达97%以上，且产生的臭氧量最小;当外加电压为18kV时，填充混合填料获得较高去除率的同时，臭氧产生量最小。
2、光催化氧化法
作为日益受到重视的污染治理新技术，光催化氧化法对VOCs降解效率高达90%以上。光催化法是利用光催化剂与VOCs接触，催化剂受光照后产生电子空穴对，经过氧化等一系列反应在催化剂表面生成水和二氧化碳的降解方法。光催化氧化法具有反应条件较温和，催化剂无有害，能量消耗低，操作方便，成本较低，不产生副产物，用过的催化剂可再生后循环使用，对大多数污染物均可以净化等优点，适用于处理低浓度的VOCs废气，并且有较好的除臭效果。光催化剂是利用光催化氧化处理VOCs的关键，常用的光催化剂有TiO2、ZnO、CdS、WO3，BaTiO3等，其中，由于TiO2具有较高的催化活性和稳定性、无有害、价格低廉易制备等优点而得到广泛研究和应用。然而，由于光催化氧化法现在只能针对低浓度的VOCs进行处理，同时存在催化剂失活、催化剂难以固定等缺点，因此该技术现阶段还处于实验室小型反应系统向大规模工业化发展的阶段，要投入实际应用还有待继续研究。
3、催化氧化技术
燃烧法通常分为热力燃烧和催化燃烧(催化氧化)。热力燃烧所需温度一般在700℃以上，高温下VOCs彻底分解，效率可达95%~99%;催化氧化是在较低温度(250~500℃)下，利用催化剂使VOCs氧化分解为二氧化碳和水，并产生大量热的无焰燃烧技术，是典型的气-固催化反应。与热力燃烧技术相比，催化氧化技术具有安全性好、能量消耗少、净化效率较高、无二次污染、适用范围广、更加经济等优点。因此，UV光氧催化设备在对节能与环保的要求日益迫切的形势下，催化氧化在治理VOCs方面具有较强的发展潜力。
一般来说，催化剂是影响催化氧化效率最主要的因素。催化剂的性能主要取决于它的化学组成和结构，即使制备原料的化学成分和用量相同，催化剂的催化性能也会随着制备方法的不同而存在很大差异。按所含活性组分来分，催化剂可分为贵金属催化剂和非贵金属氧化物催化剂2类。贵金属催化剂以其优异的催化活性被广泛应用于VOCs的催化燃烧中，但贵金属价格比较高。非贵金属氧化物催化剂的催化活性虽然不及贵金属，但是价格相对低廉，因此，非贵金属氧化物催化剂有着广阔的应用前景。杨全等研究微波辅助复合载体催化剂Cu-Mn-Ce对甲苯的催化机能时发现，在催化剂中添加少许SiC可以明显提高催化剂的低温活性和催化机能。刘海楠等采用溶胶一凝胶法和传统浸渍法制备了TiO2-分子筛复合载体及复合载体负载过渡金属与稀土元素催化剂，并通过微波辅助催化氧化甲苯的性能实验研究其活性时发现，在复合载体吸附、吸波性能与多相活性组分催化的共同作用下，微波辅助Cu-Mn-Ce/TiO2-分子筛催化剂催化燃烧甲苯的彻底燃烧温度仅是175℃，甲苯去除率高达99%。Chen等制备Pt/KZSM-5-100催化剂并进行甲苯催化氧化实验，发现其对甲苯等VOCs表现出较好的催化活性。Wang等回制备了多孔球形LaMnO3和立方体LaMnO3催化剂，结果表明，LaMnO3对甲苯具有较高的催化活性，且立方体晶形LaMnO3的催化活性明显高于多孔球形的催化活性。Ma等用堇青石负载锰铁复合氧化物进行催化氧化甲苯实验时发现，当活性组分负载质量分数为10%，铁锰物质的量比为4:6，焙烧温度为500℃时，催化剂表现出了最佳的催化活性。
4、低温等离子体协同催化技术
近年来，低温等离子体协同催化净化技术去除VOCs的多相催化成为研究热点，该技术将低温等离子体技术和催化技术相结合，光氧催化设备具有净化率高、能耗较低、使用简便、副产物产生量少和反应时间短等优点，为处理低浓度大风量的VOCs废气提供了崭新的方法。龙千明等考察低温等离子体与贵金属催化剂结合起来去除甲苯的效果时发现，无催化剂时甲苯去除率为57.3%，有催化剂时提高到了88.5%，说明贵金属催化剂对低温等离子体法去除甲苯有明显的促进作用。廖晓斌等在常温常压下，研究介质阻挡放电(DBD)分别与Fe2O3、MnO2、CuO、Co2O3催化剂联用去除甲苯的效果时发现，DBD与Fe2O3联用去除甲苯的效率最高，其次是MnO2、CuO、Co2O3。
介绍了吸附法、吸收法、冷凝技术、膜分离法、低温等离子法、光催化法、催化氧化以及低温等离子体协同催化技术等在甲苯等VOCs废气处理中的应用。因为各技术都有自己的优点和缺点，所以在选择处理方法时，要综合考虑工业废气中甲苯等VOCs的浓度、生产情况、净化要求、经济和能耗等因素。对于处理甲苯等VOCs的研究今后可能会集中在以下几个方面:①冷凝法和膜分离技术联合;②催化氧化;③低温等离子体协同催化技术。
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