مروري بر كاربرد فرآيند فوتوكاتاليستي در حذف آلاينده‌هاي NOx

Application of photocatalytic technology for NOx removal: a review

امروزه با افزايش مصرف سوخت‌هاي فسيلي، مسئله آلودگي هوا توسط اكسيدهاي ازت (NOx) علاوه بر اثرات زيان‌بار محيط زيستي، بر بهداشت و سلامت انسان نيز اثرات سوء دارد. تعدادي از مهم‌ترين اثرات زيان‌بار ناشي از غلظت‌هاي بالاي NOx در هوا عبارت اند از : تشكيل اوزون در لايه هاي پايين و سطح زمين، پديده مه‌دود (تشكيل مه فوتوشيميايي) كه بر سيستم بينايي و تنفسي انسان اثرات بسيار مضري دارد، تشكيل ذرات معلق سمي با اندازه كوچكتر از 2.5 ميكرون كه در صورت ورود به ريه مي‌تواند موجب مشكلات تنفسي و سرطان ريه شود، تخريب لايه اوزون در لايه‌هاي بالايي اتمسفر، تشكيل باران اسيدي از طريق واكنش مشتقات NOx با بخار آب موجود در جو، و كمك به گرمايش زمين به دليل ظرفيت حرارتي بالاي اكسيدهاي ازت. امروزه ذرات فوتوكاتاليستي در حوزه كنترل آلودگي هوا و به‌خصوص حذف آلاينده‌هاي NOx و VOCs مورد توجه ويژه قرار گرفته اند. استفاده از نانوذرات TiO2 در روسازي‌هاي فوتوكاتاليستي يك روش اميدبخش براي مبارزه با آلودگي هوا است. تحقيقات قبلي در مورد اثرات پارامترهاي محيطي و عملياتي در بهره وري فوتوكاتاليستي و عملكرد آن تحت شرايط آزمايشگاهي و ميداني متمركز شده است.

Materials that contain a photocatalyst have a semi-permanent capacity for removing harmful pollutants from the ambient air. The results showed a significant effect of TiO2 materials in reducing NOx. It was found that up to 74% of NO and 27% of NO2 were photo-catalytically degraded by the mineral silicate paint, while degradation percentage using the styrene acrylic paint reached 91%and 71% for NO and NO2, respectively. The photo-catalytic rate of NO on the mineral and styrene acrylic paint was calculated to 0.11 µgm−2 sand 0.18 µgm−2 s, respectively, indicating higher photocatalytic performance of the organic based mate-rial. The effect of relative humidity (RH) was also investigated. An increase of RH from 20% to 50% inhibited the NOx photocatalysis on the surface of the samples. The composite materials exhibited superior photocatalytic activity than the bare titania under both types of irradiation. Significant visible light activity was recorded for the composites containing urea-modified titania nanoparticles that was accredited to the N-doping of the semiconductor. Among the different substrates, the hydrotalcite caused highest increase in the NOx removal, while among the intercalation ions the Ca2+ was more efficient.