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光催化杀菌除藻的原理

发布时间:2016-02-24 13:48  文章来源:未知  文章作者:高级氧化技术工程

  光催化(photocatalyst)主要成分是纳米二氧化钛(TiO2)。TiO2本身无毒无害,已广泛用于食品、医药、化妆品等各种领域。光触媒通过光的照射下会产生类似光合作用的光催化反应(氧化-还原反应),产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧,这些产物可杀灭病原微生物和分解有机污染物。TiO2吸收光能量之后,价带(valence band)中的电子就会被激发到导带(con-duction band),形成带负电的高活性电子e-,同时在价带上产生带正电的空穴h+。在电场的作用下,电子与空穴发生分离,迁移到粒子表面的不同位置。热力学理论表明,分布在表面的h+可以将吸附在TiO2表面OH-和H2O分子氧化成OH自由基,而OH自由基的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的,故能高效快速彻底杀灭各种细菌、病毒,对一般消毒剂有抗性的病原微生物也能彻底分解,并将最终降解为CO2、H2O等无害物质。此外,许多有机物的氧化电位较TiO2的价带电位更负一些,能直接为h+所氧化。而TiO2表面高活性的e-则具有很强的还原能力,可以还原去除水体中金属离子。
 

光催化杀菌
 

  TiO2光催化杀灭微生物机理主要包括直接反应和间接反应,直接反应是光生电子和空穴直接和细胞壁、细胞膜或细胞的组成成分反应,从而杀灭菌类;间接反应是光生电子或光生空穴与水或水中的溶氧反应,形成·OH、·O-2、H2O2等具有很强氧化能力的活性氧类,这些活性氧类能穿透菌类的细胞壁,进入菌体,阻止成膜物质的传输,阻断其呼吸系统和电子传输系统,从而有效地杀灭菌类。

  u 光催化技术是传统消毒方法的革命,通过固载化技术,将纳米TiO2光催化剂负载在固载材料上,在紫外条件下,对污水进行消毒,一方面可能减少污水紫外消毒系统对紫外光强度的依赖,降低紫外灯管的数量,另一方面光催化反应协同紫外杀菌,可能降低紫外消毒光复活作用,强化紫外消毒处理效果,这一技术的研究,对降低紫外消毒投资和运行费用,提高紫外消毒剩余消毒能力具有一定意义。
 

光催化杀菌
 

  莱特莱德环境工程有限公司联合国内外知名专家以及院校,专业提供电化学高级氧化技术湿式氧化技术、光催化氧化技术、臭氧催化氧化技术、UV联合工艺氧化技术、高级生物氧化技术,技术广泛应用于工业有机废水处理、抗生素制药废水、含氰废水处理及其他水处理除氧工艺流程的应用。

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