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高活性納米二氧化鈦光觸媒凈化車內(nèi)空氣的治理
《室內(nèi)空氣凈化觀察》                           2016.08刊   Tel：15658183500
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車進(jìn)入家庭的步伐日益加快 。據(jù)統(tǒng)計(jì) ， 截至2 0 1 1年6月底 ， 全國(guó)汽車總保有 量達(dá)9 8 4 6萬輛 ， 其中全國(guó)私家車保有量破 7   0 0 0萬輛 。 然而 ，車廂內(nèi)的空氣污染卻是人們不可回避的問題。 中國(guó)汽車環(huán)境專業(yè)委員會(huì)與杭州智鈦凈化科技有限公司研發(fā)中心對(duì)汽車車內(nèi)環(huán)境污染物的治理進(jìn)行了共同研究。這些汽車污染物一般是指甲醛、苯、甲苯、對(duì)(間)二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯 、乙苯 、乙酸丁脂、三氯乙烯、三氯甲烷等有毒有機(jī)物。在車內(nèi)環(huán)境檢測(cè)的各種有害物質(zhì)中 ，苯 、甲苯、二甲苯、總揮發(fā)性有機(jī)物 ( T V O C ) 、 甲醛 、一氧化碳最高值分別超出標(biāo)準(zhǔn)值14.4 5倍 、 8 0.2倍 、l 7.3 4倍 、 17倍 、 6 .5 6 倍 、 3.1 4倍，這些有害物質(zhì)常常能使人出現(xiàn)頭暈、頭疼、嗜睡 、無力、胸悶等癥狀，還可能導(dǎo)致消化不良，食欲不振，嚴(yán)重時(shí)損害肝臟和造血系統(tǒng)，甚至導(dǎo)致死亡 。2006年1月2 4日， “ 奧拓車苯中毒致死”案在豐臺(tái)法院開庭，引起了人們對(duì)車內(nèi)污染的關(guān)注。人們希望能找到一種 安全、無毒 、作用持久、次污染的消除車內(nèi)有機(jī)污染物的方法。常用的消除這些有害物質(zhì)的方法是臭氧氧化法和活性碳吸附法。由于臭氧的用量不易控制，作用不能持久．且臭 氧本身有異味。對(duì)人體呼吸道、肺內(nèi)外生化代謝、肺功能、肺臟防御體系和機(jī)體免疫功能有不良影響，因此，其使用受到限制；活性炭雖然能吸附車內(nèi)的有害氣體 ，但是，其吸附屬物理吸附，吸附量有限，維持時(shí)間也有限 。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們開始嘗試用光觸媒JR05降解有機(jī)污染物。很多文獻(xiàn)報(bào)道了光催化法降解民宅室內(nèi)甲醛、苯等有機(jī)污染物的研究 。很多科學(xué)家用納米T i O2作為光 催化涂料，開展了消除空氣污染物的研究，但是，用光催化劑降解汽車車內(nèi)空氣污染的研究， 則少有報(bào)道。筆者以納米二氧化鈦JR05為光觸媒，以3 7 座大客車 ( K L Q 6 8 8 3 型 ) 為研究對(duì)象，研究使用二氧化鈦光觸媒JR05前后主要有機(jī)污染物含量發(fā)變化。結(jié)果表明，光觸媒JR05能顯著降低車廂內(nèi)主要有機(jī)污染物的含量。
實(shí)驗(yàn)步驟是將納米T i O2  JR05與去離子水混合，配成質(zhì)量濃度為1 ％的光觸媒分散液。然后用噴槍均勻地噴涂光觸媒液液體500g，用5只3 0 W紫外燈作光源，分別放置在車內(nèi)前部、中部和后部， 經(jīng)過3 9h的密閉光照后 ，測(cè)其甲苯、二甲苯、甲醛及總有機(jī)揮發(fā)物的含量 。
從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，用光觸媒催化降解之前，其甲苯、二甲苯、甲醛和總有機(jī)物含量都超過了室內(nèi)空氣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。在噴涂光觸媒后，在密閉條件下通過紫外光照射39 h，檢測(cè)結(jié)果表明車內(nèi)有機(jī)物的含量大大降低。甲醛、甲苯、二甲苯和總有機(jī)物含量均達(dá)到室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這說明用光觸媒納米二氧化鈦JR05治理車內(nèi)空氣污染是可行的 。
 
催化降解機(jī)理：光催化降解是通過一系列氧化反應(yīng)完成的。以甲苯為例。其降解機(jī)理是：二氧化鈦表面的光生空穴與甲苯反應(yīng)生成芐自由基。芐自由基在氧氣和活性中間體羥基 自由基 、過氧自由基等的作用下生成苯甲酸 ，苯甲酸被進(jìn)一步氧化成二氧化碳和水如 圖 2 所示。因?yàn)槎趸己退菬o毒的，所以使用光觸媒JR05光催化實(shí)現(xiàn)了凈化車內(nèi)空氣的目標(biāo) 。
結(jié)論：納米二氧化鈦JR05能有效地分解車廂內(nèi)的有毒有害氣體 ，凈化車內(nèi)空氣 。由于二氧化鈦無毒 、無異味 ，因此 ，可望在汽車車廂內(nèi)空氣污染治理中得到推廣應(yīng)用。