催化燃烧法

此法是将废气加热到一定的温度（200~300℃）再利用催化床催化燃烧转化成无害无臭的二氧化碳和水，从而达到净化的目的。此法的特点：起燃温度低，能源消耗低；净化率高，且无二次污染；工艺简单，便于操作，安全性较高；装置体积小，占地面积少；设备的维修与折旧费较低。高温、中高浓度的有机废气治理宜采用此法，且国内外已广泛使用，效果良好。常见的有UV光催化氧化设备。

1）光催化氧化工作原理

    光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，它涂布于基材表面，在紫外光线的作用下，产生强烈催化降解功能，光生空穴的能力达到3.0eV，相当于15000度温度的能量，可以大部分化学键，分解有机污染物为二氧化碳和水，有效地降解空气中有毒有害气体；有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除臭、抗污、净化空气等功能。

二氧化钛 TiO2比臭氧（O3）负离子，有更强的氧化能力；比活性碳、HEAP有更强的吸附力，亦具有活性碳、HEAP所没有的分解功效（分解细菌）。根据欧美国家权威实验室测试，每一平方公分的 TiO2与每一平方公分的高效能纤维活性碳比较，TiO2的脱臭能力为高效能纤维活性碳的150倍，相当于500个活性碳冰箱除臭剂。

      紫外光催化氧化废气净化系统通过特定波长185nm 和254nm的高能紫外线光束迅速分解空气中的氧分子和水分子及耦合光触媒反应生成具有强氧化性的臭氧和活性自由基 •OH，使得甲苯等有机气体彻底分解 为CO2 和 H2O。整个分解氧化过程在瞬间完成其基本原理如下：

UV＋O2→2O＊(活性氧)

O＊+ O2→O3(臭氧)

TiO2 + UV → h+ + e-

h+  + H2O →·OH + H+

e-  +O2 → O2·-

O2·-     + H+  → HO2·

2 HO2·→ O2 + H2O2

H2O2 + UV →2·OH

·OH + 有机气体→···→CO2+H2O

O3+ 有机气体→···→CO2+H2O

2）光催化剂

VOCs光催化降解的速率主要受吸附效率和光催化反应速率的影响，具有较高吸附性能的VOCs不一定有较快的降解速率，因此选择光催化剂至关重要。

      目前，研究中经常采用的紫外光催化剂大多为金属氧化物或硫化物，如TiO2、ZnO、ZrO2、SnO2、WO3、CeO2、Fe2O3、Al2O3、ZnS及CdS等。其中，TiO2的综合性能最好，其光催化活性高、化学性质稳定、氧化还原性强、抗阴极腐蚀性强、难溶、无毒且成本低，是研究应用中使用最广泛的单一化合物光催化剂。TiO2晶型对催化活性的影响很大。其晶型主要有三种：板钛型（不稳定）、锐钛型（表面对O2吸附能力较强，具有较高活性）和金红石型（表面电子-空穴复合速度快，几乎没有光催化活性）。以一定比例共存的锐钛型和金红石型混晶型TiO2的催化活性最高。其中，德国Degussa公司使用气相法生产的TiO2-P25（平均粒径30nm，比表面积50m2/g，30%金红石型，70%锐钛型）光催化活性高，是研究中经常采用的一种光催化剂。

 3).光催化氧化的特点

    （1）光催化氧化适合在常温下将废臭气体完全氧化成无毒无害的物质，适合处理高浓度、气量大、稳定性强的且能吸收光子的有毒有害气体的废气处理。

   （2)光催化氧化利用人工紫外线灯管产生的真空波紫外光作为能源来活化光催化剂，驱动氧化—还原反应，而且光催化剂在反应过程中并不消耗，利用空气中的氧作为氧化剂，有效地降解有毒有害废臭气体成为光催化节约能源的最大特点。

    （3)氧化性强：半导体光催化具有氧化性强的特点，对臭氧难以氧化的某些有机物如三氯甲烷、四氯化炭、六氯苯、都能有效地加以分解，所以对难以降解的有机物具有特别意义，光催化的有效氧化剂是羟基自由基（OH-）和超氧离子自由基（O2-、O-），其氧化性高于常见的臭氧、双氧水、高锰酸钾、次氯酸等。

    （4)广谱性：光催化氧化对从烃到羧酸的种类众多有机物都有效，即使对原子有机物如卤代烃、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂也有很好的去除效果，只要经过一定时间的反应可达到完全净化。

    （5)寿命长：在理论上，光催化剂的寿命是无限长的，无需更换。