催化净化法是环境污染物的主要净化技术之一,而微波场具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大基本特征,因此微波诱导催化反应在改善环境质量方面具有至关重要的作用.随着科研人员对微波技术以及催化技术不断深入的研究,开发具有优异吸波性能与催化活性的多功能材料成为研究的重点.根据吸波材料转化微波的形式可以将吸波材料分为介电损耗型、电阻损耗型和磁损耗型.吸波材料的吸波性能受到材料组成、表面构型、孔径结构等多种因素的影响.近年来,研究者们从材料的匹配特性与衰减特性出发,不断改进吸波材料合成方法,并取得了丰硕的成果,在不断改善材料吸波性能的同时,充分发挥其在微波诱导催化反应中的作用,提高了能源利用率以及环境污染物的降解速率.吸波材料在微波的作用下会产生热点效应以及放电效应.微波诱导催化反应将常规热场改为微波热场,可以在较低的宏观温度下实现材料的迅速升温,达到优异的催化效果.金属材料在微波场中会诱发微波放电,放电过程会产生热点效应、等离子体效应以及光催化效应,对污染物的去除具有重要作用.但由于微波诱导催化的反应过程较为复杂,当前的研究难点为区分热点效应与放电效应的影响、明确微波诱导催化反应的反应路径.近年来研究者们开发了一系列具有优异吸波性能以及催化效能的催化剂,将微波诱导催化反应应用于废水废气的净化处理技术,具有反应速率快、处理效率高等优点.本文主要介绍了材料的吸波原理,阐述了材料吸波性能的改进、微波热点效应和微波放电效应在污染物去除方面的应用,并对微波诱导催化反应今后的发展方向进行了讨论.

催化;微波;热点效应;放电;等离子体;吸波材料;环境

北京科技大学能源与环境工程学院,北京100083;工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室,北京100083

[1]吕秀娟;唐晓龙;易红宏;赵顺征;任晨阳-.微波诱导催化反应在环境净化中的应用研究进展)[J].材料导报,2022(18):1-9

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