光催化氧化技术的应用与发展

光催化氧化技术的应用与发展

随着科学技术的快速发展和人类文明的进步，环境污染问题越来越严重。其中，随着社会和经济的快速发展，水污染问题日益突出。光催化氧化技术(PhotocatalyticOxidation)作为一种高级氧化水处理技术引起了广泛重视。光催化剂在光照的条件下能够产生强氧化性的自由基,该自由基能彻底降解几乎所有的有机物,并最终生成H1光促进和分解水中污染物的作用光催化降解技术中,通常是以TiOh2光氧化法在水处理中的研发2.1光催化氧化法随着难降解有机物在空气和废水中含量的持续增长,已严重威胁着人类的健康。从而引起了人们的高度重视。为了降解这些污染物,研发新型、环境友好型的降解方法势在必行。光催化氧化法被应用于气相和液相中一些难降解污染物的治理研究中,并取得了显著的效果。根据已有的研究工作,发现卤代脂肪烃、卤代芳烃、有机酸类、硝基芳烃、取代苯胺、多环芳烃、杂环化合物等都能被有效地进行光催化反应,以消除其对环境的污染及对人体健康的危害张向华等研究了弱紫外光光催化氧化降解2,4-二氯苯氧基乙酸(2,4-D)、4-氯酚(4-CP)和草酸(OA)三种模型有机污染物及其同时产氢现象。结果表明:在光催化剂1.0%Pt/TiO2(1.0g/L)作用下,用弱紫外光分别光照含有2,4-D,4-CP和OA的三种水溶液(均为1.0mmol/L,160mL)悬浮体系2h,产生了38.43,0.05及111.35μmol的氢气和73.80,4.49及175.99μmol的二氧化碳,同时污染物2,4-D和4-CP去除率分别为83.83%和36.19%Huang等采用溶胶-凝胶法制各了Pt-TiOManouchehrNikazar等采用固态分散法制备了斜发沸石/纳米TiO2复合光催化剂,来处理酸性红114染料废水,表明纳米TiO2负载量为质量分数为10%时废水的脱色率较高,并且其光催化降解反应符合动力学一级方程通过NaY型分子筛负载Fe3+制备异相Fenton催化剂(FeY),采用FeY在可见光(A>420nm)照射下研究其降解染料罗丹明B(RhB)和2,4—二氯苯酚(DCP),结果表明,RhB/FeY/H2O2体系在可见光照射下能有效地降解RhB,反应270min,RhB的脱色率达到100%,TOC去除率达75.6%,DCP/FeY/H2O2体系在可见光照射下,反应150min,DCP的降解率可达81.0%2.2载银二氧化钛-矿渣吸附剂和光催化剂的合成工艺Fu-ShenZhang和HideakiItoh进行了光催化氧化亚砷酸盐并且将砷酸盐从水中去除的研究,试验采用了氧化铁-二氧化钛-矿渣吸附剂,实验表明,亚砷酸盐首先被氧化成砷酸盐,然后通过吸附被去除柳丽芬和李秀婷等人采用光催化还原法制备了高活性的载银二氧化钛光催化剂,考察了负载Ag的含量、催化剂制备时间、搅拌气体的种类以及Fe2.3解有机物废水医药废水有机物浓度高、可生化性差、色度深、成分复杂,含有石油类、胺类、酸类、破乳剂等污染物,属难降解有机废水。F.Mendez.Arriaga等用1kW氙灯和TiOV.A.Sakkas等采用1.5kW氙灯,在pH为6.0,TiOB.Tryba以FeC2.4其他废水处理法印染废水具有毒性强、浓度高、色度大、水质波动大、可生化性差等特点。目前,印染废水的处理方法主要有:物理法(释稀法、自然沉降法、过滤法、吸附法、离心分离法)、化学法(中和法、凝聚法、氧化法)和生物化学法(活性污泥法、喷淋滤池法、生物氧化法)等孙广垠等在印染废水pH为6.0、TiO冯丽娜等通过TiO郑先君等人采用溶胶—凝胶法制备了纳米TiO2.5光催化氧化法农药废水的特点是浓度高、毒性大、成分复杂、难降解物质多,因而处理难度较大。农药污染水的排放已严重破坏了生态环境,农药的残留毒性问题也越来越受到人们的关注金相灿.有机化合物污染化学—有毒有机物污染化学[M].北京:清华大学出版社,1990.马凤霞等人考察了多金属氧酸盐在紫外光照下对有机磷农药的光催化降解行为,最终结果表明,用α-H4SiW12O40对硫磷溶液降解效果最佳,最佳条件为α-H4SiW12O40用量0.7g/L,pH值2.0,500W的荧光灯照射60min,对硫磷降解率达到92.5%鲍长利等以钛酸丁酯和稀土氧化物为原料,采用溶胶-凝胶法制备镧、钕和镱稀土离子掺杂TiO3光催化氧化法处理废水应考虑的几个基光催化氧化技术作为一种新型的污染处理技术虽然具有能完全降解环境中的污染物、能量的利用率高、费用相对较低等优点,很多研究标明该技术在去除污染物方面具有良好的效果,应用前景广阔。但光催化氧化技术在工业化应用方面仍不成熟,为了进一步推动其工业化应用,可以从以下几方面展开研究:(1)新型高效光源系统的开发研究;(2)对催化剂进行改性,达到可利用太阳光进行反应的效果,则可大大降低反应能耗;(3)进一步研究反应机理,有效