光催化劑是指在一定能量光子激發(fā)下價帶電子發(fā)生躍遷，產(chǎn)生光生電子和空穴，光生空穴與空氣中的水分子反應(yīng)生成羥基自由基，而光生電子與空氣中的氧反應(yīng)生成氧負(fù)離子。羥基自由基和氧負(fù)離子均具有較高的氧化還原電位，特別是羥基自由基的氧化還原電位可達2.8eV，可將一般有機物分解為二氧化碳和水，將含氯的有機物分解成二氧化碳、水和氯化氫。由于納米TiO2光催化劑具有生物降解無可比擬的速度快、無選擇性、降解完全，并且具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、價格低和無毒等特點，已經(jīng)應(yīng)用在有機廢水和工業(yè)VOCs廢氣處理領(lǐng)域。

自從Dibble和Raupp先研究二氧化鈦光催化材料降解三氯乙烯開始，許多科研工作者在降解VOCs氣體方面進行了大量的研究，并且已經(jīng)證實：光催化技術(shù)能夠處理一系列的有機污染物，包括烷烴、有機醇、芳香烴、含氯碳?xì)浠衔锏?。華鈦高科介紹部分重要的光催化實驗結(jié)果與廣大光催化材料研發(fā)人員和工程技術(shù)人員相互學(xué)習(xí)與交流。

   系列VOCs在相同測試條件下（即催化劑本身的性質(zhì)相同，包括相同的二氧化鈦粒徑尺寸、晶相、比表面積等；測試裝置及測試條件相同，包括均使用254nm紫外燈，相同氣體流速、相對濕度、氧含量、30min后的穩(wěn)態(tài)測試條件等）。情況見表1：


從表1VOCs濃度和轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)可知：在相同測試條件下，在VOCs濃度400-600ppm區(qū)間內(nèi)，大多數(shù)VOCs氣體具有較高轉(zhuǎn)化率。然而，光催化降解異丙基苯、三氯乙烷、吡啶和四氯化碳的效率是不明顯的。

隨著系列VOCs氣體測試時間延長，光催化劑的降解效率均沒有發(fā)現(xiàn)明顯的下降，說明光催化材料在使用過程中沒有失活。但特別強調(diào)的是，隨著測試時間的延長，甲苯的轉(zhuǎn)化率降低為20.9%，原因在于光催化劑失活，失活原因在于光催化劑表面生成中間產(chǎn)物苯甲醛、苯甲酸和甲苯基苯甲酸等。

同時也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)O2濃度不足時，甲醇的轉(zhuǎn)化率在90min照射后降低到10%；而當(dāng)O2存在時，甲醇的轉(zhuǎn)化率一直保持在98%，所以甲醇的降解效率與O2濃度有很大的關(guān)系。

此外，光催化劑在相對濕度較低的情況下，紫外燈光照一段時間光催化降解效率顯著降低，原因在于羥基自由基在非均相反應(yīng)中不斷被消耗，需要大量的水補充羥基自由基的不斷消耗。
 
總之，由于VOCs氣體本身性質(zhì)的差異，在使用光催化對其進行光催化降解時其處理效果也有著很大的差異。另外，對采用光催化技術(shù)對VOCs氣體進行處理時，也應(yīng)該關(guān)注光催化設(shè)備的配置，包括光催化劑本身的性質(zhì)、紫外燈的陣列、濕度、溫度及氧氣濃度的控制等。