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光化学氧化法反应特点和方法

发布时间:2016-03-30 10:30  文章来源:未知  文章作者:高级氧化技术工程

  为治理废水污染,保护水环境,人们经过长期努力,已经建立了许多净化处理废水的技术方法,并已广泛应用于实际的废水处理工程中,这些技术方法通常可以分为物理法、化学法、物化法、生化法等。常用的技术方法各有自身的优点,同时也不同程度地存在着某些不足之处。例如,有的技术方法对难降解污染物净化不彻底、处理速度慢,而有的可能造成二次污染,有的设备投资大、处理费用高等。随着国家推进削减主要污染物排放总量工作的开展以及逐步提高污染物排放标准,现有的技术方法难以满足更高的要求,因此有必要探索更加经济有效、便于推广应用的光化学氧化法。
 

光化学氧化法
 

  光化学氧化法反应特点

  1、适用范围广,处理效果好。光催化过程中产生的·OH是起主要作用的活性氧化物种,氧化能力很强,能有效地氧化分子结构复杂的难降解有机污染物,可广泛应用于有机合成化工废水、染料废水、农药废水、焦化废水、制药废水、造纸废水等难降解有机废水的处理中。

  2、反应易于控制且反应过程不产生二次污染。与化学氧化剂不同,光催化氧化反应中没有加入其它化学药剂,因此不会产生二次污染。另外在反应过程中,有机物彻底降解为CO2和H2O,也无须考虑反应产物的后续处置问题。

  3、反应速度快。在性能良好的催化剂的作用下,废水中污染物质的降解一般仅需要几分钟到几小时,远小于采用其他传统方法的反应时间。

  4、反应成本低且反应条件温和。光催化反应可使用太阳光或紫外光作为光源,是一种高效节能的废水处理技术。
 

光化学氧化法
 

  提高光催化利用效率的方法

  在光催化反应中,催化剂表面的OH-基团的数目将直接影响催化效果。TiO2 浸入水溶液中,表面要经历羟基化过程。晶粒尺寸越小,粒子中原子数目也相应减少,表面原子比例增大,表面OH-基团的数目也随之增加,从而提高反应效率。由于量子效应,近年来,新的研究方向就是研制纳米半导体材料—纳米光催化剂。纳米光催化材料比一般光催化材料在促进光催化反应的活性作用上,主要体现在2个方面。

  (一)从光催化机理来看,氧化、还原作用的强弱取决于光生电子和空穴的浓度。显然,光催化剂颗粒尺寸越小,总表面积越大,光吸收效率越高,并且电子和空穴移动到表面的几率也越大。同时随着尺寸的减小,比表面积增大,表面建态和电子态的活性增多,有利于对反应物的吸附,从而增大反应几率。

  (二)从能带理论角度上分析,任何氧化电位在半导体价带电位以上的物质原则上都可以被光生空穴氧化。同理,任何还原电位在半导体导带以下的物质,原则上都可以被光生电子还原。N型半导体材料,当其尺寸小于50 nm时,会产生所谓量子尺寸效应,使带间能隙增大,导带电位更负,价带电位更正,加强了光催化剂氧化、还原能力,提高光催化活性。如果TiO2 晶粒尺寸从30 nm 减小到10 nm 时,其光催化降解苯酚的活性提高了近45%。

  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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