环境催化技术在大气污染治理中的应用

高艳利

摘要：随着社会经济的不断发展和科学技术的持续进步，我国工业产业迅猛发展的同时，也带来了一系列的环境污染问题，影响社会的可持续发展。其中大气污染问题尤为严重，影响人们的正常生活和身体健康。因此，需要加强对城市大气污染的防治和优化，本文主要针对环境催化技术在大气污染治理中的应用进行探究，希望能为大气污染的有效处理提供一定的参考。

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.

关键词：环境催化技术;大气污染治理;应用

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

中图分类号：X51                                          文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）27-0218-02

0  引言

环境催化技术是常用的大气污染治理技术，可以通过催化技术的使用减少大气中污染物的含量，减少大气污染的程度。同时，环境催化技术可以应用先进的技术和工艺，针对不同气体、不同环境及不同空间，制定针对性的空气净化措施，提高大气污染处理的效率，达到保护环境的目的。

1  大气污染与环境催化概述

1.1 大气污染的定义

大气污染指的是某些物质进入大气层并达到足够含量、足够浓度以及足够时间之后，其有害程度能够破坏人们的正常生活以及生态系统的平衡，对自然环境以及人类本身都会产生一定的损伤。目前常见大气污染来源主要包括工业污染、生活污染以及交通环境污染，从实际情况来看，我国大气污染的程度已经相当严重，不利于我国经济社会的持续稳定发展。当前我国已经出台了各种各样的法规和政策，规定大气环境污染的治理措施，要求各大企业从污染物的源头控制大气污染物的排放。但我国仍然采取传统的大气污染处理方式，主要包括低温冷凝、高温催化燃烧以及催化还原等，通过控制和降解工业生产中产生的气体，实现大气污染物的处理。但随着工业的不断发展以及大气排放物的持续增加，原有的处理技术和处理手段已经无法满足当前大气污染问题，工业生产的污染物以及人们日常生活当中存在的各种污染物，加大了大气污染的程度。因此，加强环境催化技术的应用，研制行之有效的空气污染治理机制是十分必要的。

1.2 环境催化剂概述

环境催化技术在环保领域工业领域以及炼制油领域有着十分重要的应用价值，环境催化剂的销售比例也逐年提升。最近几年来，各个国家针对大气污染预防以及控制频繁举办了一系列的会议，相关环境催化治理技术的书籍也大规模出版，这些都可以体现当前国际对于环境催化技术的重视。环境催化剂在大气污染治理中的应用可以有效消除环境污染，作为催化剂工业的产品之一，环境催化剂可以通过催化反应作用将浓度比较低的有害污染物质转化成无毒无害的物质，降低原有环境处理的成本，提高大气污染治理效率，减少污染环境治理过程中所需要消耗的能源资源，具有节能环保的意义。

1.3 大气污染的控制措施

①要制定比较严格化以及科学化的具体排放标准，对当前大排量机动车的具体排放进行严格的限制，我国机动车的生产以及使用一直在非常迅猛的发展，机动车尾气的污染也变得非常的严重，因此，对机动车的污染实施防治是非常重要的一件事情。

面对这种情况，一定要制定针对性的政策，规定机动车的具体排放标准，对污染比较严重的机动车进行合理的控制，包含生产、使用以及报废等都要和相关政策相一致，并鼓励生产以及使用小排量的机动车来代替使用大排量的机动车，大大的降低石油的消耗量，使得机动车的尾气污染得到逐渐的减少。

②改变能源结构、不断的推广清洁生产，要对设计进行改进、利用清洁的能源以及原料、使用比较先进的生产工艺以及设备、改善管理以及综合利用等具体措施，从源头使得污染得到削剪，提升资源利用效率，降低或者避免生产、服务以及产品使用中污染物的具體产生以及排放，以降低或者消除对人类健康与环境造成的危害。

③强化节能，提升能源的利用率，煤、天然气以及石油等属于世界三大主要能源，经济在发展的过程中对能源使用也一直在持续的消耗，能源的消耗一定会对我们大气环境当中的节约能源、提升能源利用率等目标的实现造成严重的影响，面对这种群情况一定要做到物尽其用，在能源以及原材料节约与合理利用的基础上，保障原材料在生产过程的基础上尽可能地转化为产品，使得废物的产生大大降低，减少污染废气的排放率，使得环境空气质量得到大大的改善。

2  环境催化技术在大气污染治理中的应用

2.1 环境催化技术在汽车尾气催化净化中的应用

随着社会经济的不断发展和人们生活水平的提高，私家车的保有量逐年提升，由于汽车尾气排放导致的大气污染十分严重，针对汽车尾气进行催化净化能够有效减少由于汽车行驶排放到大气中的污染物，避免汽车尾气对大气造成严重损害。在汽车系统当中加装混合稀土与微量贵金属制成的新型催化剂，可以高效净化汽车尾气，将原有汽车尾气中的有害气体转化为无害物质，而且这种催化剂中的稀土元素在我国有着十分丰富的储备，价格低廉，能够大幅度降低制造成本。催化剂对常见的大气污染物例如一氧化碳、氮氧化物以及碳化氢等拥有良好的催化活性，对一氧化碳的脱除率高达九成以上，耐热性好，可以在比较宽的空燃比条件下使用。其次，催化剂也可以依附于性能稳定、强度比较高以及使用寿命比较长的蜂窝陶瓷载体或者蜂窝技术载体桩柱，广泛应用于闭环控制体系以及多点燃油喷射系统的轿车，可以有效减少这部分汽车有害物质的排放[1]。

2.2 纳米光催化技术的应用

纳米光催化技术可以在常温常压下进行催化降解反应，在太阳光的降解下，能够有效去除空气中的污染物，而且不会导致二次污染，操作简便。目前光谱响应范围窄以及量子效率低下是制约着光催化剂广泛应用的重要问题，需要针对光催化剂的应用范围和应用性能进行改进，技术人员可以通过离子掺杂的方式，在光催化剂中引入杂质能级，并拓宽杂质能级的宽禁带和半导体能带结构，使其可以具有良好的可見光活性。同时，也可以结合当前大气中的主要污染物，合成具有特殊形貌的零维、一维、多维介孔纳米材料，缩短载流子的扩散路径，提高催化剂的活性和反应效率，应用银和金等贵金属纳米结构的等离子共振效应，可以显著提升光催化的活性，结合贵金属制备的光催化剂能够提高催化剂对于电子和空穴的分离效率，赋予纳米催化剂稳定和高效的净化氮氧化物的性能，减少大气中的污染物含量，起到良好的空气净化作用[2]。

2.3 环境催化技术在生活污染治理中的应用

在人们的日常生活当中会产生各种各样的污染物，如果这些污染物没有得到及时的治理，不仅会威胁生态平衡污染大气环境，也会对人们的身体健康产生严重影响。因此，需要加强在生活污染治理中环境催化技术的应用，有效减少生活污染对大气环境所造成的影响。纳米光催化材料是当前广泛用于大气污染治理中的一种新型材料，具有特殊的电子结构，可以在光激发下产生空穴和电子，并将反应物转化成氧化物[3]。纳米光催化材料在紫外线的照射下，可以完全分解水体中的污染物，并将污染物分解成无污染的二氧化碳和水。纳米催化材料主要应用的领域包括农药废水、工厂废水、含油废水、生活废水以及造纸废水的处理，可以实现有害物质的完全分离，而且不会产生再次污染。在大气污染中应用光催化剂也具有水体处理中的优势，操作简单方便，反应条件温和，可以有效减少原材料和能量的消耗，达到节能降耗目的。

2.4 过滤技术的应用

依托于环境催化技术的过滤技术与传统的工业过滤方法相比存在显著差别，可以在过滤的同时实现环境大气中有害气体的降解，在针对大气中PM2.5颗粒的降解净化过程中，需要使用温度偏低以及浓度较小的微小颗粒物质进行过滤，选择纳米光纤维过滤器能够起到良好的过滤效果。其次，在大气污染治理过程中，复合型的过滤材料的应用能够显著提升过滤性能，可以针对空气污染的实际情况进行灵活调整，可以广泛用于不同空气环境下的污染物治理，达到大规模的应用。

2.5 针对柴油发动机的催化和净化

柴油发动机相对来说，具有低燃料消耗，低一氧化碳、二氧化碳以及碳化氢排放的优势。但是柴油发动机氮氧化物的排放量要比装有三效催化剂的汽油发动机大很多，常用的三效催化剂难以起到柴油发动机催化净化的效果。这是由于在氧气含量比较高的环境下，还原物非常易于被氧化燃烧，这样就无法实施净化。

关于柴油发动机催化净化的具体问题，科学界对此进行了非常多的研究，并且在其中选择出了一些具备有效性的具体分子筛催化剂，其可以使得柴油发动机车辆的氮氧化物排放净化程度超过50%。工业的废气处理催化剂包含非常多的方面，主要为：控制硝酸厂尾气以及发电厂尾气的催化剂、控制焚烧炉废气的催化剂等。工业催化剂一直呈现一种上升的趋势，其在环境保护当中占据非常大的地位。催化氧化设备在对废气进行处理时，可以利用自动以及完善的调节控制系统，使得能量的消耗以及安全性问题得到解决。

3  结束语

综上所述，大气污染等日益严重影响人们的正常生活和身体健康，需要加强对大气污染的防治，精准检测大气污染的含量以及分布，制定系统完善的治理和预防方案。环境催化剂在大气污染治理中的广泛应用能够充分发挥催化剂的优势，在消耗少量资源的前提下做到高效污染物处理，有效净化大气环境，为人们的生存和发展创造良好的环境。

参考文献：

[1]蒙李燕.大气污染防治技术中的催化方法[J].低碳世界，2017（21）：4-5.

[2]赵卓凡.纳米二氧化钛光催化剂在环境污染治理中的应用[J].科技创新与应用，2016（27）：182-183.

[3]李婧颖，唐晓龙，易红宏，等.铜基催化剂应用于含氨废气选择性催化氧化的研究进展[J].化工进展，2017，36（1）：174-180.