高级氧化技术-概述

1、.,高级 氧化 技术 概述,吕康乐 2008/09/01,.,我的简历,出生年月：1972.09 籍贯：湖北/黄石/阳新 学习和工作经历： 1992.09-1995.07 长安大学工业分析专业 1995.07-1996.09 浙江临海市华城化工联营公司技术员 1996.10-2000.08 浙江华海药业股份有限公司技术员 2000.09-2003.06 浙江工业大学工业催化专业硕士（工学硕士） 2003.092006.09 浙江大学化学专业博士 (理学博士) 联系方式：138 7125 2242 lvkangle,.,参考教材,现代光化学，张建成，王夺元， 化学工业出版社，2006 光催化，张

2、金龙，成峰，何斌， 华东理工大学出版社，2004,.,问题,高级氧化技术？,.,1、环境污染治理的高级氧化技术,传统的污水处理方法有物理吸附、化学氧化、微生物处理和高温焚烧等。但这些方法都存在某些缺点，如效率低、能耗高、适用范围窄和处理不彻底，容易产生二次污染。 开发高效、低能耗、使用范围广和有深度氧化（advanced oxidation）能力的污染物净化处理技术一直是环保研究者所追求的目标。,.,高级氧化技术的定义与特点,上世纪八十年代，Glaze等人将高级氧化技术（Advanced Oxidation Process, AOP）定义为：以羟基自由基（.OH）为主要氧化剂的氧化过程。 AO

3、P特点： （1）产生大量非常活泼的.OH等自由基，直接与废水中的污染物反应，将其降解或矿化为为二氧化碳和水，不会产生二次污染； （2）反应速度很快，能在很短时间内达到处理的要求； （3）既可作为单独处理，又可与其他处理过程相匹配。（如：可以作为生化处理前的预处理，降低污水处理的成本）。,.,AOP的代表：TiO2光催化,以半导体TiO2光催化氧化为代表的高级氧化技术（AOPs）能够克服传统污水处理方法的缺点。 它可以利用太阳能和空气中的氧气，就可以降解和矿化水中的有机污染物。 该方法适用范围广、对有机污染物氧化彻底，不会带来二次污染，因而其适用化研究日益受到重视。,.,2. TiO2光催化的发

4、展过程,没有光 就没有 人类文明*,神奇的光,历史性事件：TiO2光解水,at TiO2 electrode H2O + 2h+ (1/2)O2 + 2H+ at Pt electrode 2H+ + 2e- H2 Overall reaction H2O + 2hv (1/2)O2 + H2,.,TiO2光催化发展的历史,1972年，TiO2光解水（标志）,1976年 ，TiO2/UV光催化能降解联苯和氯联苯,1977年，首次证明TiO2可以光解水中的氰化物,8090年代，光催化的研究的活跃阶段,今天，光催化成为新兴的化学边缘学科,.,ISI Survey by TiO2 or Titani

5、um Dioxide and Photo,Thompson & Yates. 2006 Chem. Rev.,.,More*,3. TiO2光催化的应用,有机物降解 环境净化 卫生保健,半导体光催化以其强劲的氧化能力可以分解破坏许多有机物。详细研究过的已达100余种以上 汞、铬、铅等金属离子的污染问题,a. 氧化还原性应用,Adv. Funct. Mater., 2007, 17, 2728-2738.,Tunable Synthesis of Various Wurtzite ZnS Architectural Structures and Their Photocatalytic Prop

6、erties,有机物降解 环境净化 卫生保健,对环境中的污染物具有强烈的氧化降解能力，使有机物分解为水和二氧化碳，所以是净化环境的优良功能材料,a. 氧化还原性应用,有机物降解 环境净化 卫生保健,光催化的氧化性对大多数微生物都有强杀伤力,因此可以考虑作为杀菌消毒的手段,尤其是用于生活用水的净化。光催化不仅仅能杀死普通的细菌和病毒,它还能使某些癌细胞失活,a. 氧化还原性应用,b. 亲水性应用,防雾透明,自清洁,镜子表面一旦形成雾膜，反射像变得模糊不清。当水在TiO2薄膜表面的接触角小于15时具有高的水流动性，小于10时有自清洁效果，小于7时有防雾效果。因此高度亲水化表面可起到防止水分子在表面

7、凝聚成小液滴防雾效果。用于浴室的镜子、农用暖房薄膜、仪器仪表的显示屏、汽车交通工具的门窗玻璃及反光镜,b. 亲水性应用,防雾透明,自清洁,建筑、交通运输工具、广告牌、路牌等表面上，雨水会自动将其清洗干净。室内装饰及室内用具，表面达到高度的亲水性而便于清洗，上面吸附的尘埃很容易擦净，非常有利于保持表面的洁净。汽车车身表面涂有这种涂料可减少洗车用水90%。,.,a.TiO2光催化氧化法 TiO2光催化氧化法，可以使污水中的染料、农药、表面活性剂、卤代物、油类等多种有机物进行降解。,4. 高级氧化技术举例,.,(300nm),（UV/H2O2 法）,b.活化H2O2的光催化氧化法,2,4-二硝基甲苯的光催化降解,.,UV/Fenton反应 (quick),Fenton反应,.,c.紫外光-臭氧光氧化法(O3/UV) 臭氧的氧化电位为2.07V。紫外光-臭氧净化水的效果较单纯使用臭氧效果更好。,(1),(2),(3),.,d.活化分子氧O2的光催化氧化法 单线态氧(1O2)的氧化电位为2.2V，高于分子氧的氧化电位1.19V。,.,5.