井喷式爆发的VOCs市场，召唤出了大小不一、参差不齐的治理公司，至于治理技术，也算是重温了“百家争鸣、百花齐放"的盛况。在VOCs治理这件事上，南北方还是有   的默契。毫无疑问，活性炭吸附、光催化氧化与低温等离子技术   妥妥得承包VOCs治理的前，但光环笼罩下的阴影   值得注意。

日前，由山西省发布的《山西省工业涂装、包装印刷、医药制造行业挥发性物控制技术指南》，对低温等离子与光催化氧化技术提出以下明确要求：

（1）治理设施的风量按照   大废气排放量的120%进行设计。低温等离子体技术或光催化技术单独使用时，仅适用于处理低浓度废气或恶臭气体；治理效率要求   高时，应采用多种技术的组合工艺。对于含油雾、漆雾或颗粒物的废气，应配置   过滤等适宜的预处理工艺。

（2）应首先明确废气组分中   大可能的化学键键能。使用低温等离子体技术的，需给出处理装置设计的电压、频率、电场强度、稳定电离能等参数，同时出具所用电气元件的出厂合格证；使用光催化氧化技术的，需给出所用催化剂种类、催化剂负载量等参数，并出具所用电气元件的合格证与灯管发射185nm波段的占比情况检验证书。

（3）应尽量延长废气在装置中的反应停留时间，并配备臭氧催化分解单元。

在VOCs圈子里混久了的朋友，都会对下面两张原理图很麻木。在此，小编   想用自己的理解及部分数据来解读下这两种技术。

低温等离子技术

电场激发出的电子、自由基、激发态分子（主要是O3等）等活性物质，是低温等离子体技术净化废气的关键。VOCs组分解离的难易程度，一方面取决于电子的能量，另一方面还取决于分子中化学键的键能。电子在放电过程中获得的能量主要集中在2~12eV之间，而VOCs分子分解所需要能量刚好均在这个区域内。

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目前，产生低温等离子体的常用方法是电晕放电和介质阻挡放电。

电晕放电，是在大气压或高于大气压条件下，使用电极表面曲率半径很小的电极，如针状电极或细线状电极，由于放电空间电场不均匀，使电离过程主要局限于局部电场很高的电极附近，特别是发生在曲率半径很小的电极附近或薄层中，并伴随明显光亮的放电现象，一般都发生在高电压（大于5kv）和较高频率（20～40kHz）条件下。

介质阻挡放电，是绝缘介质覆盖在电极上或者悬挂在放电空间中的一种气体放电。当在电极上施加足够高的交流电压，电极之间的气体发生电离，而电极间的介质能起到储能作用，限制放电电流的自由增长，进而产生大量细丝状、   的脉冲微放电，均匀稳定地充满整个放电间隙，同时能级间火花或弧光的产生。

采用介质阻挡放电方式的等离子体反应器，一般都采用陶瓷、石英等   介质材料，电极与废气不直接接触，从而可以   程度避免设备腐蚀问题。而电晕放电技术（或针尖放电式）通常是气体与电极直接接触的，即使通过的气体没有腐蚀性，但等离子体中的活性强氧化物质（如臭氧）也可能腐蚀电极。相对而言，采用介质阻挡放电方式比电晕放电方式（如针尖放电）      。

值得注意的是，低温等离子体技术主要是将分子中的化学键打断，但尚未能将物矿化成CO2和H2O。以某治理项目为例，非甲烷总烃的去除率仅为45%，而恶臭的去除率可达。这主要是因为非甲烷总烃经过处理后，大分子变成小分子，用色谱法检测依然表现为非甲烷总烃；而分解过程中产生的部分异味副产物（如臭氧等）亦会对恶臭的去除率有   影响。

因此，正经的低温等离子体技术供应商，通常还会在等离子反应器前配置预处理系统，   去除废气中的粉尘和水分，并且也会在反应器后再配置后处理系统，延长废气与活性物质的反应时间，同时对多余的活性物质（主要是臭氧）进行分解。

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以小编的理解，高压电源就是低温等离子技术的核心。电压和频率是电源能量输出的两个重要参数。

气体中出现的自由电子只有从   强度的电场中获得能量成为电子，然后才能与气体分子发生碰撞，将能量传递给该分子，使该气体分子的外层电子脱离核的束缚，从而产生   多的自由电子和带正电的离子。

频率的提高会增加单位时间内局部放电的平均脉冲个数，放电的重复率增加。但   结果表明，当电压   时，污染物的去除率随频率的提高先增加后减小。在实际应用中，应充分考虑电源与等离子体反应器的匹配关系，并充分考虑谐振带来的影响。

光催化氧化技术

光催化氧化技术，主要利用光敏催化剂在   量的光照射下激发产生的电子-空穴对，与吸附在催化剂面积的溶解氧和水分子等发生作用，进而产生˙OH与˙O2-等强氧化性自由基，再通过与污染物的羟基加和、取代、电子转移等方式矿化，   终实现VOCs的降解。说白了，光催化氧化反应所需的能量主要来源光照能量。

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TiO2具有较高的化学稳定性和催化活性，且   ，所以是目前   常用的光催化剂之一。其常用的晶型结构有2种：锐钛矿型和金红石型。金红石型相对   稳定，即使在高温的情况下也难以发生分解和转化。并且金红石型TiO2的禁带宽度为3.0eV，而锐钛矿型TiO2的禁带宽度是3.2eV，也就是说，引发锐钛矿型TiO2进行光催化反应所需的光能量需大于3.2eV，金红石型TiO2仅需大于3.0eV。对于锐钛矿型TiO2，紫外光的激发波长需要小于387.5nm。

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顾名思义，光催化氧化技术，那肯定得有“光"和“催化剂"共同作用才行。

对于光，有两个参数：波长与光强。只有吸收了   波长范围内的光，TiO2催化剂才可以克服其禁带的能量，在其表面会产生电子-空穴。   结果表明，短波长的紫外光，尤其是在185~254nm，   有利于生成   多的˙OH，从而加快光催化反应活性。而表示单位时间内、通过单位横截面光能大小的光强，直接决定了紫外光所提供的总能量是否足以使周围的TiO2全部参与到反应中来。所以，光催化过程中要反应器内布光均匀且紫外光达到   强度。

对于催化剂，其活性组分主要是TiO2。其颗粒粒径越小，尤其是纳米级，比表面与反应面就越大，电子-空穴的简单复合率就小，光催化活性也就高；若在TiO2中掺杂金属或非金属粒子，还可拓展其可接受的光照射响应范围；因为锐钛矿型具有强吸附氧气能力，金红石型具有较高的光利用率，二者的混晶型物质在光催化性能方面的表现要比单一晶型物质要好。其它影响光催化活性的因素还包括，孔隙率、平均孔径、表面电荷、焙烧温度、纯度等。

水蒸气也是在光催化反应不可忽视的因素。因为水分子提供了可俘获空穴的羟基，进而产生自由基˙OH，反应中适量的水蒸气有利于反应的进行，但如果水蒸气过多，会在TiO2表面产生竞争吸附，反而不利于光催化的进行。

此外，废气的初始浓度和在反应器内部的停留时间，也直接影响光催化氧化技术的去除效果。从目前的实验室数据结果看，在各条件优化后的情况下，处理浓度10mg/m3的甲醛尚需30min才能达到70%的去除效率。