摘要：纳米光催化技术在大气污染治理中的应用，能够更好的提升治理效果。由于纳米光催化技术的光敏效果较好，效率高，对环境及人体无害，所以纳米光催化技术已经成为当前社会最先进的空气净化技术。对纳米光催化技术进行分析研究，了解到其在大气污染治理中的应用，对于解决雾霾问题，优化生活环境有着重要意义。
关键词：大气污染治理；纳米光催化技术；应用
1大气污染的危害
大气污染的危害是很大的，不仅仅对我们的身体，还可能影响到植物、农作物甚至是地球上的气候。我们最先体验到的伤害当然是对我们身体上的伤害：①刺鼻的气味，当污染严重时会对我们的呼吸道产生很大的刺激，这是我们可以感受到的危害，更严重的则是那些感受不到的，空气中的污染物可能让人急性中毒、慢性中毒甚至是致癌，在那些空气污染严重的地区，癌症的概率会大大地提高。②对工农业的危害，大气中的各种酸性污染物会不断地腐蚀我们的建筑及各种装备，特别是一些严密的机器设备一点点的影响就会造成很严重的后果，这就使得在日常的生产中成本增加了，而且机器的寿命也短了。③要说对于气候的危害，空气中悬浮的颗粒物会对阳光进行折射，降低大气能见度，而且会很容易吸引空气中的水分，形成大雾或者进行降雨，大雾会严重地影响交通，而如果颗粒物中有酸性成分就会形成酸雨，对植物也会造成很大的影响。全球变暖是现在每个人都在关注的话题，这也是由于大气中的二氧化碳不断增多造成的，也是一种大气污染。
2纳米光催化技术
随着我们对大气污染防治的不断研究，已经采取了很多的有效的治理方法，像在源头治理的控制污染源，减少可燃物的燃烧、进行汽车尾气处理、工厂废弃处理后排放等等；还有采取一些化学方法、或者是用催化剂等方式进行有害气体处理，使其变成无毒无害的气体；而随着科技的不断进步，纳米技术也开始逐渐的应用到空气治理当中，在我国由于随着不断地发展各种污染物、污染种类也在越来越多，传统的治理方式已经很难达到理想的效果，以纳米光催化技术为基础核心研制的空气污染治理体系，不仅仅节能环保，而且效果明显，更加符合现如今我国国情与科学技术现状，应积极鼓励使用环保能源，支持新能源开发，为我国大气污染做出有效成绩。
2.1技术理论
当今社会，随着人口数量逐年增加，各类能源也出现了短缺的现象。太阳能是一种可供人类无限使用的能源，将其加以充分利用显得尤为重要。将太阳能应用于纳米光催化技术当中，不仅能使大气污染物处理过程的弊端得以规避，而且能节约能源。纳米催化技术是目前大气污染处理方式中最为先进的方式，其能够有效地控制大气污染，将其治理效果与通过传统方式治理的效果相比较，可知其具有显著优势。该处理方式简单易于操作，其操控环境要求不高，可将大气中的污染物通过太阳能进行去除，防止二次污染。光催化具有一定的理论效应，很多年前相关专家已经就光催化作用对环境治理的意义进行了深入研究及探讨。如图1所示，半导体材料其催化氧化过程具体如下：若其能量＞禁带宽度的光照射半导体催化剂，则会激发出VB（价带）上的电子，越过价带向VB（导带）进入，在VB上所产生的电子对应的H+（空穴），从而产生空穴对，也就是自由电子，活跃的空穴在电场的作用当中可从半导体的价带移动到吸附物界面，活泼的电子可通过导带移动到半导体界面，其可跃过界面，氧化和还原吸附物；与此同时，可复合空穴与电子。吸附的水可通过价带空穴转化为—OH（羟基自由基），空气中的氧气可通过导带电子转化为O2-（超氧自由基）。通过氧化、还原得到的羟基自由基以及超氧自由基，是使污染物进行降解的主要基团。
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图1半导体材料的光催化原理图
2.2光催化新材料研究
光催化剂通常都是由具有明显的禁带宽度即带隙能的半导体构成的，现在通常用的是TiO2，这种半导体有很好的催化活性，当遇到了能量比较大或者是带隙能的光照的时候，半导体上面的纳米粒子价带上的电子会被激发发生跃迁使导带电子具有强还原性，与空气中的污染物发生反应，起到一种吸附性的作用；同时TiO2具备稳定的化学性能及光电化学性能，耐光照耐腐蚀，对人体无害；且气价格相对较低，性价比很高，将其作为催化剂进行大气污染治理只需要在阳光的照射下就能产生作用，不需要一些复杂的步骤，也不需要其他的过程，更加的方便快捷，而且也不会产生其他的污染物，没有二次污染。
2.3光催化技术新挑战
纳米光催化材料是光催化技术的重中之重，因此如何寻找最合适的催化材料，制造出合适的催化材料是最主要的。现在科学人员在不断地研究新型的高效的经济的催化材料，但是仍没有什么明显的进展。首先要寻找一个合适的载体制作负载型催化剂，接下来对其进行完善以及改进，提高活化性，反应效率以及降低成本，将其不断地进行完善。因此，目前急需的是性质良好、可以大批量制造、无污染的纳米光催化剂。
3光催化大气污染技术与其他技术的连用
3.1技术过滤
纳米光催化过滤技术与传统的工业过滤方式还是存在着本质区别的，纳米光催化技术的过滤形式主要是通过等级分层过滤的方式，将空气中含有的微颗粒物予以剔除，主要使用的设备为纳米纤维过滤器材。现阶段研发的很多新型技术和材料，如熔喷技术、基于静电纺丝技术以及一些天然性质构造的纳米持续自旋钮结构等，都是通过该技术制作而成的。这些复合型的过滤材料在固定范围内能够有效完善自身过滤性能，对于空气净化有着显著效果。同时该类型材料也可被应用在水体净化中，为我国环境治理带来了更多帮助。
3.2室内污染控制和通风
目前室内空气质量净化和通风技术主要有两种形式，即主动形式和被动形式。其中主动形式是将室内的空气净化设备与机械通风系统结合起来，二者形成一个有机整体，通过设备的运行改善室内空气环境质量；而被动形式则是利用空气净化过滤器与自然系统之间的有效衔接，实现室内空气的流通与转换。不过不管是应用哪种方式，通风技术都是必不可少的。
针对室内环境来说，其通风技术主要有混合通风、置换通风和个性化通风这三种方式。其中混合通风和置换通风能够营造良好的室内可感风环境效果，不过如果室内空调温度相对较高，则会直接影响室内的热舒适性，破坏人们的居住体验。而个性化通风在现实生活中很容易受到范围等因素的限制，所以应用效率相对较低。基于此，针对室内通风的要求及通风方式的特征，相关研究人员研制出了一种较为新型的通风技术，在营造良好的可感风环境的基础上，实现了室内空间区域内空气的有效置换，进而提升了室内空气的整体质量，增强热舒适性。与此同时，该通风技术在实际应用中，具有较好的节能性，有效降低了能源的损耗。
结语
当前我国的空气污染物种类和数量都在随着科技的不断发展而增多，传统的治理方法起到的效果不是很明显，而纳米光催化技术的出现与发展正是我们需要的，而且也已经在当前的空气治理中起到了很明显的作用。当前我们应该不断地对其进行发展与创新，结合实际情况不断地做出突破，进而对空气污染治理做出更大的贡献。
参考文献：
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[2]周丹.纳米光催化技术在大气污染治理中的应用研究[J].环境与发展，2018，30（04）：80+82.
[3]曹军骥，黄宇.纳米光催化技术在大气污染治理中的应用[J].科技导报，2016，34（17）：64-71.
论文作者:饶翔1,刘懿锋2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：技术论文; 纳米论文; 光催化论文; 大气论文; 大气污染论文; 污染物论文; 方式论文; 《基层建设》2019年第32期论文;