環(huán)境催化技術(shù)在大氣污染治理中的應(yīng)用

高艷利

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)，也帶來了一系列的環(huán)境污染問題，影響社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。其中大氣污染問題尤為嚴(yán)重，影響人們的正常生活和身體健康。因此，需要加強(qiáng)對(duì)城市大氣污染的防治和優(yōu)化，本文主要針對(duì)環(huán)境催化技術(shù)在大氣污染治理中的應(yīng)用進(jìn)行探究，希望能為大氣污染的有效處理提供一定的參考。

Abstract： With the continuous development of social economy and the continuous progress of science and technology， the rapid development of China's industrial industry has also brought a series of environmental pollution problems， affecting the sustainable development of society. Among them， the problem of air pollution is particularly serious， affecting people's normal life and health. Therefore， it is necessary to strengthen the prevention and optimization of urban air pollution. This article focuses on the application of environmental catalysis technology in air pollution control， hoping to provide a certain reference for the effective treatment of air pollution.

關(guān)鍵詞：環(huán)境催化技術(shù);大氣污染治理;應(yīng)用

Key words： environmental catalysis technology;air pollution control;application

中圖分類號(hào)：X51? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）27-0218-02

0? 引言

環(huán)境催化技術(shù)是常用的大氣污染治理技術(shù)，可以通過催化技術(shù)的使用減少大氣中污染物的含量，減少大氣污染的程度。同時(shí)，環(huán)境催化技術(shù)可以應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)和工藝，針對(duì)不同氣體、不同環(huán)境及不同空間，制定針對(duì)性的空氣凈化措施，提高大氣污染處理的效率，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

1? 大氣污染與環(huán)境催化概述

1.1 大氣污染的定義

大氣污染指的是某些物質(zhì)進(jìn)入大氣層并達(dá)到足夠含量、足夠濃度以及足夠時(shí)間之后，其有害程度能夠破壞人們的正常生活以及生態(tài)系統(tǒng)的平衡，對(duì)自然環(huán)境以及人類本身都會(huì)產(chǎn)生一定的損傷。目前常見大氣污染來源主要包括工業(yè)污染、生活污染以及交通環(huán)境污染，從實(shí)際情況來看，我國(guó)大氣污染的程度已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重，不利于我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)了各種各樣的法規(guī)和政策，規(guī)定大氣環(huán)境污染的治理措施，要求各大企業(yè)從污染物的源頭控制大氣污染物的排放。但我國(guó)仍然采取傳統(tǒng)的大氣污染處理方式，主要包括低溫冷凝、高溫催化燃燒以及催化還原等，通過控制和降解工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的氣體，實(shí)現(xiàn)大氣污染物的處理。但隨著工業(yè)的不斷發(fā)展以及大氣排放物的持續(xù)增加，原有的處理技術(shù)和處理手段已經(jīng)無法滿足當(dāng)前大氣污染問題，工業(yè)生產(chǎn)的污染物以及人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中存在的各種污染物，加大了大氣污染的程度。因此，加強(qiáng)環(huán)境催化技術(shù)的應(yīng)用，研制行之有效的空氣污染治理機(jī)制是十分必要的。

1.2 環(huán)境催化劑概述

環(huán)境催化技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域工業(yè)領(lǐng)域以及煉制油領(lǐng)域有著十分重要的應(yīng)用價(jià)值，環(huán)境催化劑的銷售比例也逐年提升。最近幾年來，各個(gè)國(guó)家針對(duì)大氣污染預(yù)防以及控制頻繁舉辦了一系列的會(huì)議，相關(guān)環(huán)境催化治理技術(shù)的書籍也大規(guī)模出版，這些都可以體現(xiàn)當(dāng)前國(guó)際對(duì)于環(huán)境催化技術(shù)的重視。環(huán)境催化劑在大氣污染治理中的應(yīng)用可以有效消除環(huán)境污染，作為催化劑工業(yè)的產(chǎn)品之一，環(huán)境催化劑可以通過催化反應(yīng)作用將濃度比較低的有害污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無毒無害的物質(zhì)，降低原有環(huán)境處理的成本，提高大氣污染治理效率，減少污染環(huán)境治理過程中所需要消耗的能源資源，具有節(jié)能環(huán)保的意義。

1.3 大氣污染的控制措施

①要制定比較嚴(yán)格化以及科學(xué)化的具體排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)當(dāng)前大排量機(jī)動(dòng)車的具體排放進(jìn)行嚴(yán)格的限制，我國(guó)機(jī)動(dòng)車的生產(chǎn)以及使用一直在非常迅猛的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車尾氣的污染也變得非常的嚴(yán)重，因此，對(duì)機(jī)動(dòng)車的污染實(shí)施防治是非常重要的一件事情。

面對(duì)這種情況，一定要制定針對(duì)性的政策，規(guī)定機(jī)動(dòng)車的具體排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)污染比較嚴(yán)重的機(jī)動(dòng)車進(jìn)行合理的控制，包含生產(chǎn)、使用以及報(bào)廢等都要和相關(guān)政策相一致，并鼓勵(lì)生產(chǎn)以及使用小排量的機(jī)動(dòng)車來代替使用大排量的機(jī)動(dòng)車，大大的降低石油的消耗量，使得機(jī)動(dòng)車的尾氣污染得到逐漸的減少。

②改變能源結(jié)構(gòu)、不斷的推廣清潔生產(chǎn)，要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)、利用清潔的能源以及原料、使用比較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝以及設(shè)備、改善管理以及綜合利用等具體措施，從源頭使得污染得到削剪，提升資源利用效率，降低或者避免生產(chǎn)、服務(wù)以及產(chǎn)品使用中污染物的具體產(chǎn)生以及排放，以降低或者消除對(duì)人類健康與環(huán)境造成的危害。

③強(qiáng)化節(jié)能，提升能源的利用率，煤、天然氣以及石油等屬于世界三大主要能源，經(jīng)濟(jì)在發(fā)展的過程中對(duì)能源使用也一直在持續(xù)的消耗，能源的消耗一定會(huì)對(duì)我們大氣環(huán)境當(dāng)中的節(jié)約能源、提升能源利用率等目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)造成嚴(yán)重的影響，面對(duì)這種群情況一定要做到物盡其用，在能源以及原材料節(jié)約與合理利用的基礎(chǔ)上，保障原材料在生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)上盡可能地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，使得廢物的產(chǎn)生大大降低，減少污染廢氣的排放率，使得環(huán)境空氣質(zhì)量得到大大的改善。

2? 環(huán)境催化技術(shù)在大氣污染治理中的應(yīng)用

2.1 環(huán)境催化技術(shù)在汽車尾氣催化凈化中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，私家車的保有量逐年提升，由于汽車尾氣排放導(dǎo)致的大氣污染十分嚴(yán)重，針對(duì)汽車尾氣進(jìn)行催化凈化能夠有效減少由于汽車行駛排放到大氣中的污染物，避免汽車尾氣對(duì)大氣造成嚴(yán)重?fù)p害。在汽車系統(tǒng)當(dāng)中加裝混合稀土與微量貴金屬制成的新型催化劑，可以高效凈化汽車尾氣，將原有汽車尾氣中的有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，而且這種催化劑中的稀土元素在我國(guó)有著十分豐富的儲(chǔ)備，價(jià)格低廉，能夠大幅度降低制造成本。催化劑對(duì)常見的大氣污染物例如一氧化碳、氮氧化物以及碳化氫等擁有良好的催化活性，對(duì)一氧化碳的脫除率高達(dá)九成以上，耐熱性好，可以在比較寬的空燃比條件下使用。其次，催化劑也可以依附于性能穩(wěn)定、強(qiáng)度比較高以及使用壽命比較長(zhǎng)的蜂窩陶瓷載體或者蜂窩技術(shù)載體樁柱，廣泛應(yīng)用于閉環(huán)控制體系以及多點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)的轎車，可以有效減少這部分汽車有害物質(zhì)的排放[1]。

2.2 納米光催化技術(shù)的應(yīng)用

納米光催化技術(shù)可以在常溫常壓下進(jìn)行催化降解反應(yīng)，在太陽(yáng)光的降解下，能夠有效去除空氣中的污染物，而且不會(huì)導(dǎo)致二次污染，操作簡(jiǎn)便。目前光譜響應(yīng)范圍窄以及量子效率低下是制約著光催化劑廣泛應(yīng)用的重要問題，需要針對(duì)光催化劑的應(yīng)用范圍和應(yīng)用性能進(jìn)行改進(jìn)，技術(shù)人員可以通過離子摻雜的方式，在光催化劑中引入雜質(zhì)能級(jí)，并拓寬雜質(zhì)能級(jí)的寬禁帶和半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)，使其可以具有良好的可見光活性。同時(shí)，也可以結(jié)合當(dāng)前大氣中的主要污染物，合成具有特殊形貌的零維、一維、多維介孔納米材料，縮短載流子的擴(kuò)散路徑，提高催化劑的活性和反應(yīng)效率，應(yīng)用銀和金等貴金屬納米結(jié)構(gòu)的等離子共振效應(yīng)，可以顯著提升光催化的活性，結(jié)合貴金屬制備的光催化劑能夠提高催化劑對(duì)于電子和空穴的分離效率，賦予納米催化劑穩(wěn)定和高效的凈化氮氧化物的性能，減少大氣中的污染物含量，起到良好的空氣凈化作用[2]。

2.3 環(huán)境催化技術(shù)在生活污染治理中的應(yīng)用

在人們的日常生活當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生各種各樣的污染物，如果這些污染物沒有得到及時(shí)的治理，不僅會(huì)威脅生態(tài)平衡污染大氣環(huán)境，也會(huì)對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，需要加強(qiáng)在生活污染治理中環(huán)境催化技術(shù)的應(yīng)用，有效減少生活污染對(duì)大氣環(huán)境所造成的影響。納米光催化材料是當(dāng)前廣泛用于大氣污染治理中的一種新型材料，具有特殊的電子結(jié)構(gòu)，可以在光激發(fā)下產(chǎn)生空穴和電子，并將反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成氧化物[3]。納米光催化材料在紫外線的照射下，可以完全分解水體中的污染物，并將污染物分解成無污染的二氧化碳和水。納米催化材料主要應(yīng)用的領(lǐng)域包括農(nóng)藥廢水、工廠廢水、含油廢水、生活廢水以及造紙廢水的處理，可以實(shí)現(xiàn)有害物質(zhì)的完全分離，而且不會(huì)產(chǎn)生再次污染。在大氣污染中應(yīng)用光催化劑也具有水體處理中的優(yōu)勢(shì)，操作簡(jiǎn)單方便，反應(yīng)條件溫和，可以有效減少原材料和能量的消耗，達(dá)到節(jié)能降耗目的。

2.4 過濾技術(shù)的應(yīng)用

依托于環(huán)境催化技術(shù)的過濾技術(shù)與傳統(tǒng)的工業(yè)過濾方法相比存在顯著差別，可以在過濾的同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)境大氣中有害氣體的降解，在針對(duì)大氣中PM2.5顆粒的降解凈化過程中，需要使用溫度偏低以及濃度較小的微小顆粒物質(zhì)進(jìn)行過濾，選擇納米光纖維過濾器能夠起到良好的過濾效果。其次，在大氣污染治理過程中，復(fù)合型的過濾材料的應(yīng)用能夠顯著提升過濾性能，可以針對(duì)空氣污染的實(shí)際情況進(jìn)行靈活調(diào)整，可以廣泛用于不同空氣環(huán)境下的污染物治理，達(dá)到大規(guī)模的應(yīng)用。

2.5 針對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的催化和凈化

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)來說，具有低燃料消耗，低一氧化碳、二氧化碳以及碳化氫排放的優(yōu)勢(shì)。但是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氮氧化物的排放量要比裝有三效催化劑的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)大很多，常用的三效催化劑難以起到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)催化凈化的效果。這是由于在氧氣含量比較高的環(huán)境下，還原物非常易于被氧化燃燒，這樣就無法實(shí)施凈化。

關(guān)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)催化凈化的具體問題，科學(xué)界對(duì)此進(jìn)行了非常多的研究，并且在其中選擇出了一些具備有效性的具體分子篩催化劑，其可以使得柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車輛的氮氧化物排放凈化程度超過50%。工業(yè)的廢氣處理催化劑包含非常多的方面，主要為：控制硝酸廠尾氣以及發(fā)電廠尾氣的催化劑、控制焚燒爐廢氣的催化劑等。工業(yè)催化劑一直呈現(xiàn)一種上升的趨勢(shì)，其在環(huán)境保護(hù)當(dāng)中占據(jù)非常大的地位。催化氧化設(shè)備在對(duì)廢氣進(jìn)行處理時(shí)，可以利用自動(dòng)以及完善的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，使得能量的消耗以及安全性問題得到解決。

3? 結(jié)束語

綜上所述，大氣污染等日益嚴(yán)重影響人們的正常生活和身體健康，需要加強(qiáng)對(duì)大氣污染的防治，精準(zhǔn)檢測(cè)大氣污染的含量以及分布，制定系統(tǒng)完善的治理和預(yù)防方案。環(huán)境催化劑在大氣污染治理中的廣泛應(yīng)用能夠充分發(fā)揮催化劑的優(yōu)勢(shì)，在消耗少量資源的前提下做到高效污染物處理，有效凈化大氣環(huán)境，為人們的生存和發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

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