馬 虹，段斌

（寧夏綠源長(zhǎng)青環(huán)保科技有限公司，寧夏銀川 750001）

揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）沸點(diǎn)較低、易揮發(fā)、分子質(zhì)量小，多具有刺激性氣味和毒性，是形成空氣污染的前提[1-4]?，F(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)于VOCs 廢氣治理已經(jīng)取得一定成果，但是無(wú)法將其從根源上去除，因此針對(duì)VOCs廢氣治理仍需開展更深層次的研究?；诠獯呋纸庠淼腣OCs 處理技術(shù)包括光催化氧化法、低溫等離子體-光催化法、吸附-光催化法、光催化-生物聯(lián)合法等[5-10]。

為研究VOCs 光催化研究發(fā)展階段及現(xiàn)狀，本文提出采用Co-Occurrence9.9（COOC9.9）[11]和VOSviewer可視化軟件對(duì)光催化治理VOCs 研究的線索進(jìn)行追溯，通過(guò)發(fā)文量、關(guān)鍵詞以及研究熱點(diǎn)等剖析國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀，與國(guó)內(nèi)光催化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展情況進(jìn)行綜合分析，預(yù)測(cè)后續(xù)研究熱點(diǎn)及方向，為相關(guān)研究人員提供參考。

1 研究方法和數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究方法

為探討VOCs 光催化研究的發(fā)展現(xiàn)狀，采用文獻(xiàn)計(jì)量分析法進(jìn)行分析。具體操作如下：首先對(duì)下載的文獻(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗；其次，利用Co-Occurrence9.9（COOC9.9）軟件對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)分析；最后，使用VOSviewer 軟件對(duì)文本分析結(jié)果進(jìn)行核實(shí)以及可視化分析。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)來(lái)源于CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)，為保證文獻(xiàn)分析的全面性、系統(tǒng)性與準(zhǔn)確性，以主題詞為檢索方式。基于此，對(duì)檢索后的文獻(xiàn)進(jìn)行篩選、合并、刪除、提取、去重以及整理，最后得到650 篇文獻(xiàn)作為研究樣本。

數(shù)據(jù)庫(kù)：CNKI 中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫(kù)、博士、碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)等。

檢索方式：VOCs 光催化。

文獻(xiàn)類型：期刊、碩博士論文。

時(shí)間跨度：1999 年6 月-2021 年11 月。

篩選后的結(jié)果：中文期刊論文3 309 篇。

清洗后的結(jié)果：中文期刊論文650 篇。

2 研究結(jié)果對(duì)比分析

2.1 發(fā)文量及發(fā)文趨勢(shì)

通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)自1999 年至今研究趨勢(shì)，可以明確看出VOCs 光催化相關(guān)研究成果呈逐年上升趨勢(shì)，尤其以2015 年為明顯分界點(diǎn)，發(fā)文量進(jìn)入了快速增長(zhǎng)階段。對(duì)發(fā)文量及發(fā)文趨勢(shì)進(jìn)行分析，得出國(guó)內(nèi)VOCs 光催化研究分為以下四個(gè)階段。

2.1.1 萌芽期 1999-2008 年，10 年累計(jì)發(fā)文量?jī)H為106 篇，表明相關(guān)研究成果極少，且涉足此領(lǐng)域研究人員較少。VOCs 光催化技術(shù)領(lǐng)域尚為前沿技術(shù)研究方向。

2.1.2 發(fā)展期 2008-2015 年，7 年累計(jì)發(fā)文量超過(guò)200 篇，對(duì)比萌芽期增長(zhǎng)2 倍有余，表明研究成果出現(xiàn)快速增長(zhǎng)，涉足研究人員迅速增加。表明VOCs 光催化技術(shù)進(jìn)入示范推廣期。

2.1.3 快速增長(zhǎng)期 2015-2018 年，3 年累計(jì)發(fā)文量超過(guò)180 篇，對(duì)比萌芽期增長(zhǎng)1.5 倍，年發(fā)文量為發(fā)展期年發(fā)文量1～2 倍，發(fā)文數(shù)量出現(xiàn)快速增長(zhǎng)，表明此階段研究成果的發(fā)表已進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，VOCs 光催化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)入大規(guī)模推廣期，技術(shù)應(yīng)用門檻降低。

2.1.4 穩(wěn)定期 2018-2020 年，3 年年發(fā)文量穩(wěn)定在70 篇左右，累計(jì)超過(guò)200 篇，對(duì)比快速增長(zhǎng)期發(fā)文量保持穩(wěn)定，表明光催化技術(shù)成為VOCs 主流治理技術(shù)方向，且大規(guī)模推廣應(yīng)用進(jìn)入了深度研究與維護(hù)階段，研究人員對(duì)相關(guān)催化劑、設(shè)備制造、過(guò)程評(píng)估等開始進(jìn)行基礎(chǔ)研究。

2.2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

為了解VOCs 光催化研究的起源和發(fā)展現(xiàn)狀，運(yùn)用Co-Occurrence9.9（COOC9.9）和VOSviewer 軟件對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化圖譜分析。

對(duì)650 篇中文期刊關(guān)鍵詞進(jìn)行篩選、合并、刪除操作后，篩選前33 個(gè)出現(xiàn)次數(shù)較高的關(guān)鍵詞（表1），并繪制樹形圖，見圖1。

表1 關(guān)鍵詞頻次表

圖1 關(guān)鍵詞樹形圖

由圖1 可以看出，甲苯、VOCs、催化燃燒、揮發(fā)性有機(jī)物、催化氧化等為研究頻次及成果最多，在總統(tǒng)計(jì)中文文獻(xiàn)650 篇中出現(xiàn)概率達(dá)到了53.38%，由此充分說(shuō)明國(guó)內(nèi)相關(guān)研究主要集中于這五個(gè)方面。

按照時(shí)間線對(duì)關(guān)鍵詞頻次做進(jìn)一步趨勢(shì)分析，分類和剖析不同階段VOCs 光催化研究的熱點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)VOCs、催化燃燒、光催化的研究成果隨著時(shí)間推進(jìn)逐步成為了該項(xiàng)領(lǐng)域內(nèi)的主要研究方向。

自2010 年開始關(guān)于VOCs 光催化的研究成果出現(xiàn)快速增加，研究方向呈現(xiàn)多點(diǎn)開花的分布，研究方向逐步細(xì)化。2015 年左右涉及甲苯的VOCs 光催化的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，研究成果出現(xiàn)井噴式增加，且明顯占據(jù)了主要地位，由此可以說(shuō)明在2015 年前后相關(guān)研究人員對(duì)于包含甲苯的VOCs 光催化的研究進(jìn)入高潮期，考慮可能是由于采用甲苯為溶劑或原料進(jìn)行生產(chǎn)的工業(yè)項(xiàng)目大量開工，相關(guān)研究重點(diǎn)進(jìn)行傾斜造成的。在2018 年前后，研究進(jìn)入穩(wěn)定期后研究關(guān)鍵詞逐步向反應(yīng)機(jī)理、降解機(jī)理以及催化劑制備方向轉(zhuǎn)變，分析結(jié)果與上文發(fā)文量分析結(jié)果相同，進(jìn)一步佐證了分析結(jié)果的可靠性。

同時(shí)經(jīng)過(guò)調(diào)研，光催化劑制備及研究成為近幾年的研究熱門，國(guó)際與國(guó)內(nèi)高水平期刊論文數(shù)量不斷增多，研究成果的深入性進(jìn)入到了一個(gè)新的層面，推動(dòng)了光催化技術(shù)在諸如殺菌、廢物處理、污水處理以及有機(jī)物合成等多個(gè)方向的快速發(fā)展，是今后一段時(shí)間內(nèi)的研究熱點(diǎn)。采用VOSviewer 可視化軟件對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化分析，得到圖2。由圖2 可以明顯看出，甲苯、VOCs、催化燃燒、光催化與其他關(guān)鍵詞間相互關(guān)系最為密切且聯(lián)系緊密，出現(xiàn)頻次與上述研究結(jié)論相一致。

圖2 關(guān)鍵詞可視化圖譜

綜上所述，從研究階段看，國(guó)內(nèi)對(duì)于VOCs 光催化經(jīng)歷了四個(gè)階段；從研究情況來(lái)看，甲苯、VOCs、催化燃燒、光催化是目前的研究熱點(diǎn)；從研究前沿來(lái)看，催化劑機(jī)理、降解機(jī)理、催化劑制備等技術(shù)是今后VOCs光催化新的研究熱點(diǎn)。

3 我國(guó)VOCs 有毒空氣污染優(yōu)先控制對(duì)策

加強(qiáng)VOCs 治理是我國(guó)控制O3和PM2.5 污染的有效途徑，也是幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、提高效益、減少安全隱患的有力手段。自從《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》實(shí)施以來(lái)，我國(guó)相繼出臺(tái)了《“十三五”揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作方案》、《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》、《2019 年地級(jí)及以上城市環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)方案》、《2020 年揮發(fā)性有機(jī)物治理攻堅(jiān)方案》、《關(guān)于組織開展夏季臭氧污染防治強(qiáng)化監(jiān)督幫扶工作的通知》等系列文件，主要以改善環(huán)境空氣質(zhì)量為核心，以重點(diǎn)地區(qū)為主要著力點(diǎn)，以重點(diǎn)行業(yè)（石化、化工、工業(yè)涂裝、包裝印刷以及油品儲(chǔ)運(yùn)銷）和重點(diǎn)污染物為主要控制對(duì)象，推進(jìn)VOCs 與NOx協(xié)同減排，強(qiáng)化新增VOCs 污染物排放控制，實(shí)施固定污染源排污許可，全面加強(qiáng)基礎(chǔ)能力建設(shè)和政策支持保障，因地制宜，突出重點(diǎn)，源頭防控，分業(yè)施策，建立VOCs 污染防治長(zhǎng)效機(jī)制，促進(jìn)環(huán)境空氣質(zhì)量持續(xù)改善和產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展；同時(shí)相繼出臺(tái)了VOCs 無(wú)組織排放控制、石油煉制、石油化工、制藥工業(yè)等10 多項(xiàng)排放標(biāo)準(zhǔn)，限制涂料、油墨、膠黏劑、清洗劑等重點(diǎn)行業(yè)VOCs 含量的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，全面加強(qiáng)了VOCs 治理的頂層設(shè)計(jì)。

結(jié)合《揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）污染防治技術(shù)政策》、《2016 年國(guó)家先進(jìn)污染防治技術(shù)目錄》（VOCs 防治領(lǐng)域）、《揮發(fā)性有機(jī)物治理實(shí)用手冊(cè)》等相關(guān)文件，目前我國(guó)針對(duì)VOCs 有毒空氣污染優(yōu)先控制對(duì)策通過(guò)從不同行業(yè)的源頭削減、過(guò)程控制、末端治理、排放限值監(jiān)測(cè)監(jiān)控、臺(tái)賬記錄等全過(guò)程控制；為進(jìn)一步采取對(duì)應(yīng)措施處理VOCs 有毒有害物質(zhì)提供重要基礎(chǔ)保障。

4 結(jié)論與研究展望

4.1 結(jié)論

基于CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)的650 篇中文文獻(xiàn)，利用COOC9.9 和VOSviewer 軟件對(duì)VOCs 光催化的研究進(jìn)行可視化知識(shí)圖譜分析，研究發(fā)現(xiàn)：（1）從研究階段看，國(guó)內(nèi)對(duì)于VOCs 光催化經(jīng)歷了四個(gè)階段即萌芽期、發(fā)展期、快速增長(zhǎng)期和穩(wěn)定期；（2）從研究情況來(lái)看，甲苯、VOCs、催化燃燒、光催化是目前的研究熱點(diǎn)；（3）從研究前沿來(lái)看，催化劑機(jī)理、降解機(jī)理、催化劑制備等技術(shù)是今后VOCs 光催化新的研究熱點(diǎn)；（4）通過(guò)環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn)及核查機(jī)制嚴(yán)格控制VOCs 的排放。

4.2 未來(lái)研究展望

綜上所述，VOCs 有毒氣體主要會(huì)對(duì)人體健康和環(huán)境造成嚴(yán)重危害，因此，在發(fā)展工業(yè)的同時(shí)，為保障人體健康和環(huán)境質(zhì)量，應(yīng)該對(duì)VOCs 有毒污染物進(jìn)行優(yōu)先治理，從而促進(jìn)我國(guó)工業(yè)和諧、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。