從理論研究到實際應用，光催化氧化技術在 廢水處理和廢氣凈化都是一項成熟的工藝，工藝 有效性的關鍵在于紫外線的強度和催化劑的催化 能力以及催化時間。從光觸媒空氣凈化器到光催 化廢氣凈化設備，能夠發現許多非常不科學的設 計，例如廢氣在處理設備中的停留時間；催化劑 的面積；催化劑的純度和 TiO2 的納米直徑；催化 劑的固化結構；紫外線燈的設置（數量、距離）， 都直接決定和影響光催化氧化的能力

TiO2 通用技術說明：

光催化氧化處理污染物是一種新興的技術， 其中納米 TiO2 光催化應用技術工藝簡單、成本低 廉，利用自然光即可催化分解細菌和污染物，具 有高催化活性、良好的化學穩定性和熱穩定性、 無二次污染、無刺激性、安 全無 毒等特點，且能 長期有益于生態自然環境，是具有開發前景的綠 色環保催化技術之一。此外，由于顆粒的細微化， 納米材料還具有塊狀材料所不具備的表面效應、 量子尺寸效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。

TiO2 的光催化機理：

半導體的能帶結構通常是由一個充滿電子的 低能價帶和一個空的高能價帶結構，它們之間的 區域稱為禁帶，禁帶是一個不連續區域。當能量 大于或等于半導體帶隙能的光波輻射此半導體催 化劑時，處于價帶的電子（e）就會被激發到導帶 上，價帶生成空穴（h+），從而在半導體表面產 生具有高度活性的空穴/電子對.TiO2的帶隙能 為 3.2ev，相當于波長為 387.5nm 光子的能量，當 TiO2受到波長小于387.5nm的紫外線光照射時， 處于價帶的電子就會被激發到導帶上去，從而分別在價帶和導帶上產生高活性的光生空穴和光生 電子。在電場的作用下，電子與空穴發生分離， 遷移到粒子表面的不同位置。熱力學理論表明， 分布在TiO2表面的空穴可以將吸附在其表面的 OH-H2O 分子氧化成 OH。而電子（e-）具有很強 的還原性，可使得TiO2固體表面的電子受體如.O2 被還原。O2 既可以抑制光催化劑上電子和空穴的 復合，提高反應效率，同時也是氧化劑，可以氧 化已經羥化的反應產物，是表面羥基自由基的另 一個來源，締合在Ti4+表面的.OH的氧化能力是 水體中存在的氧化劑中較強的，能夠氧化大部分 的有機污染物及部分無機污染物，將其最終降解 為CO2、H2O等無 害物質，并且對反應物幾乎無 選擇性，因而在光催化氧化中起著決定性的作用。 從理論上說，只要半導體吸收的光能大于等于其 帶隙能，就能被激發產生光生電子和光生空穴， 該半導體就可以作為光催化劑，但從實際來看， 一個具有實際應用價值的半導體光催化劑必須具 有化學穩定性，光照穩定性、高效性和選擇性及 較寬的光譜響應，同時還要考慮到材料成本和光 匹配性等因素。

TiO2 光催化氧化處理有機污染物

TiO2具有無 毒、催化活性高、光化學性質穩 定以及抗氧化能力強等優點，是光催化氧化法中 常用的催化劑，其催化活性與催化劑的粒徑、表 面狀態及晶型等因素有關，同時 TiO2 還可通過貴 金屬及金屬氧化物、金屬離子摻雜、復合半導體、 外加電場等方式來提高光催化降解的效率.Jenks 實驗組研究了在TiO2懸浮液中4-氯 苯酚的光解 過程，發現4-氯 苯酚在光催化作用下降解很徹 底， 最后可開環礦化為 H2O、CO2、CL- 等無機小分子化合物。Lgldo 等人研究 4- 硝 基苯酚在 TiO2（銳 鈦礦型）/ TiO2（金紅石型）光催化劑作用下的降 解過程，并與TiO2（銳鈦礦型）/Al2O3進行了比較， 發現兩種催化劑都有活性，而且它們的活性隨銳 鈦礦型TiO2含量的增加而提高TiO2負載Pt后能 將有機磷殺蟲劑光催化降解的速率提高4.5~6倍。

TiO2 的光催化應用領域

設備適合低濃度廢氣凈化、室內空氣凈化、 工藝組合“水噴淋+光催化”、例如：醫院、實 驗室空氣凈化，市政污水處理廠除臭、污水泵站 除臭、工業車間除臭、烘干工藝廢氣、垃圾中轉 站廢氣。設備分有臭氧和無臭氧兩類。

光催化氧化技術核心

催化劑比表面積寬譜紫外線波長小于387nm 的比例、催化劑的固化技術、紫外線燈的使用壽 命構成了DFSD的四大核心。1、催化劑的比表面 積，DFSD 催化劑的比表面積 1m2:1000m3 設計裝 配，是目前同類產品中比表面積max的，光觸媒 載體經科學選料特殊處理，耐高溫，耐腐蝕，呈 燒結態；2、催化劑的固化技術，催化劑的脫落是 催化劑固化的常見現象，催化劑和載體表面的附 著力是困擾催化劑固化的主要問題，DFSD 首先采 用真空固化技術，max限度除去載體表面的油性 和水份，同時在凈油過程中又要防止載體表面的釉面的破壞，導致催化劑的滲入，真空固化的載 體，再經高溫烘烤，使光觸媒涂層呈燒結態和立 體凹凸，在固化的同時增加催化劑的比表面積；3、 寬譜紫外線波長小于 387nm 的比例，通用型的紫 外線燈包括高臭氧燈，185nm以下的光波比例不 到 3%；185nm -387nm 的也不到 14%，瞬間光強 催化的能力有道提高，紫外線燈的壽命國產只有 5000小時，進口也不超過10000小時，主要的原 因是電極被氧化，DFSD 采用無極燈技術，克服了 傳統由于電極氧化造成的紫外線燈燒毀，設計壽 命達到50000小時，由于無極燈采用高頻激發技 術，185nm以下波長的比例明顯提高，合理設計 可以達到12%，同時由于高頻技術的空間傳播特性， 微波本身就具有催化功能，因此某種程度上講， 系統具備了雙重催化功能。

光催化氧化技術是由微波低溫等離子體廢氣 凈化設備升級而成，污染物分子由引風機引入光 催化區，大體要經歷電子轟擊、強氧化劑 -OH 的 氧化，185nm以下紫外線光解、臭氧氧化、正氧 離子氧化等過程；從結構空間講，污染物依次經 過光觸媒催化區、無極燈光解區、光觸媒催化區、 氧化區，設計停留時間 1.5s，雙層催化劑結構不但 保證了催化比表面積；同時發揮了均布導流的高 能，在有限的空間max限度保證空間上和紫外線 無極燈的充分接觸，增加和提高活性粒子和污染 物的接觸機會和時間。