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光化学氧化和光化学催化氧化法

发布时间:2022-09-17

  20世纪80年代初,开始研究光化学反应应用于环境保护,其中光化学降解有机和无机污染物的研究工作尤其受到重视。光降解反应通常是指有机物在光作用下,逐步氧化成小分子中间产物,最终形成CO2、H2O及其他离子如NO3-、PO43-、卤素等。利用光化学反应治理污染,包括无催化剂和有催化剂参与的光化学氧化过程。其他形式的光催化反应还包括异构化、取代、缩合、聚合等,但目前研究和应用较多的是氧化还原反应。近十年来,围绕如何提高光催化剂活性的研究工作已广泛展开,主要集中于纳米光催化剂的研制、光催化剂固定化技术的研究、复合光催化材料的研制以及高效光催化反应器的研究等。

  光催化氧化降解水中有机污染物具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等突出优点,同时它对于高浓度的有机工业废水具有很强的净化能力,另外它的重要意义还在于它可以充分利用太阳能,对于节约能源、保护环境、维持生态平衡、实现可持续发展具有重大意义。在染料废水、表面活性剂、农药废水、含油废水、氰化物制药废水、有机磷化合物、多环芳烃等废水处理中,都能有效地进行光催化反应使其转化为无机小分子,达到完全无机化的目的。同样,光催化反应对许多无机物,如CN-、Au(CN)4-、I-、SCN-、Cr2O72-、Hg(CH3)2、Hg2+等的去除也有广泛的应用前景。

  许多国外学者开展了使用光助Fenton试剂降解典型有机污染物的研究,如4-CP、硝基酚、苯酚和苯甲醚、甲基对硫磷,也有开展于对垃圾渗滤液的降解处理研究等。国内学者王怡中等利用悬浮式反应器研究了活性艳红、活性黄、阳离子桃红等8种染料废水的光降解实验。结果表明:在TiO2投量为1g/L,光照4h后,各种染料废水的降解率均达到90%以上。周祖飞等研究了萘乙酸的光降解,在TiO2投量为0.10g/L,254nm紫外光照及曝气条件下,初始质量浓度50mg/L的萘乙酸经3h光照后,降至6mg/L以下。雷乐成等利用光助Fenton试剂对PVA退浆废水进行了研究,表明光助Fenton试剂氧化PVA废水中的DOC去除率大于90%。

  除有机物外,许多无机物在TiO2表面也具有光化学活性,例如对Cr2O72-离子的处理,早在1977年就有报道。Miyaka等进行了用悬浮TiO2粉末,经光照将Cr2O72-还原为Cr3+的工作。Yoneyama等利用多种光催化剂对Cr2O72-光催化还原反应进行了广泛研究。戴遐明等研究了不同反应条件下ZnO-TiO2超细粉末对水溶液中Cr(Ⅵ)还原作用的影响,并探讨了此法在工艺上的可行性。Frank等研究了以TiO2等为光催化剂将CN-氧化为OCN-,再进一步反应生成CO2、N2和NO3-的过程。Serpone等报道了用TiO2光催化剂从Au(CN)4-中还原Au,同时氧化CN-为NH3和CO2的过程,并指出将该法用于电镀工业废水的处理,不仅能还原电镀液中的贵金属,而且还能消除电镀液中CN-对环境的污染,是一种有实用价值的处理方法。

  德兰梅勒环境工程有限公司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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