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光催化氧化法的研究与应用前景怎样?

发布时间:2018-06-21 16:30  文章来源:www.gaojiyanghua.com  文章作者:高级氧化技术工程

  光催化氧化法(非均相)是以n型半导体(如:TiO2、ZnS、WO3、SnO2等)作催化剂的氧化过程。当催化剂受到紫外光照射时,表面的价带电子(e-)就会被激发到导带,同时在价带产生空穴(h ),形成电子空穴对(h -e-)。这些电子和空穴迁移到粒子表面后,由于空穴有很强的氧化能力,使水在半导体表面形成氧化能力极强的羟基自由基(·OH),羟基自由基再与水中有机污染物发生氧化反应,最终生成CO2、H2O及无机盐等物质。

光催化氧化法

  光催化氧化法的研究进展

  印染废水成分复杂,是典型的难降解的有机高分子化合物。但是要降解这些物质所需的能量波长范围与紫外光的波长(200-400nm)基本符合,因此国内外专家学者,开始尝试用光催化氧化法处理印染废水。王文保等在紫外光照射下处理碱性绿染料溶液,不加ZnS时,脱色率为1%,而加入ZnS光照10min脱色率即达94%,突出表现了ZnS对其具有很好的光催化脱色效果。涂代惠等采用自制的TiO2膜和平板式固定床式光催化氧化反应装置进行印染废水的光催化氧化降解实验,结果表明,对COD的去除率为68.4%,对色度去除率为89.1%,对阴离子表面活性剂的去除率为87.45%,出水达到国家规定的废水排放标准。许佩瑶等以纳米TiO2为催化剂,紫外灯为光源,对印染废水中的直接冻黄G染料进行光催化降解,在合适的条件下,光照6h,COD的去除率达到80%,色度去除率达到98.5%,表现出了非常好的处理效果。

  光催化氧化法应用前景

  对于印染废水特别是色度较深的印染废水而言,光催化需要解决透光度的问题,因为印染废水中的一些悬浮物和较深的色度都不利于光线的透过,会影响到光催化效果。目前使用的催化剂多为纳米颗粒(太大时催化效果不好),回收困难,而且光照产生的电子-空穴对易复合而失活。如果能对催化剂进行改造,在不影响催化效率的前提下减少催化剂的流失,使成本得到降低将是其工业化的前提。另外,改紫外光为太阳光也是一个很好的思路,但太阳光的利用率是光催化的又一个难题,如果研制出利用效率更高的催化剂以提高太阳光的利用率就能解决这个问题。实际上,刘小玲等已经开始研究太阳光照射下,以纳米Cu2O为催化剂处理印染废水,相信这些技术的突破性研究将使光催化氧化法处理印染废水的工业化处理成为可能。

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