TiO_2光催化氧化技术的研究进展_单志俊

--●中国资源综合利用ChinaResourcesComprehensiveUtilizationVol.25,No.22007年2月高级氧化技术是一种常见的水处理技术,由于其氧化能力强、选择性小、处理效率高等优点,在水处理领域用于对难降解有机物的去除。光催化氧化作为一种典型的高级氧化技术近年来在难降解污染物的处理方面得到了广泛的研究。光催化氧化比起臭氧、高锰酸钾、单纯的光化学等氧化手段对污染物更加没有选择性,比之吸附、膜分离等方法更加不会存在二次污染,因此是一种更有前途的水处理技术。在处理内分泌干扰物、消毒副产物、表面活性剂等方面也有显著效果。1概述1.1高级氧化技术高级氧化技术(AdvancedOxidationProcesses,简称AOP)是在对传统水处理技术中经典化学氧化法改革的基础上而产生的一种新技术,是利用反应过程中产生活性极高的羟基自由基·OH氧化降解水相中的各种污染物,达到无害化的目的。高级氧化技术包括Fenton法、O3氧化法、湿式氧化技术、超临界水氧化法、纳米光催化氧化法、电化学催化降解法及超声降解法等。跟其他各种处理方法相比,高级氧化技术具有氧化能力强,选择性小,寿命短,处理效率高等显著优点[1]:1.2光催化氧化技术光催化氧化是光催化剂(也称光触媒,photocatalysis)在特定波长光源的照射下产生催化作用,使周围的水分子及氧气激发形成极具活性的·OH-及·O2-自由离子基。一般光催化氧化技术使用的催化剂有TiO2,ZnO,WO3,CdS,ZnS,SnO2和Fe3O4等。此类物质的特点是大多具有较大的禁带宽度,能吸收能量高于其禁带宽度的波长的辐射,产生电子跃迁,价带电子被激发到导带,形成空穴—电子对。以TiO2为例,其反应通式如下[2]:TiO2+hv→TiO2(e-+h+)(1)TiO2(h+)+H2Oad→TiO2+·OHad+H+(2)式中e-和h+分别代表晶体表面的电子和空穴。在常用的各种光催化剂中,TiO2具有活性高、稳定性好,能使有机污染物彻底降解,可以无选择地矿化各种有机污染物,不产生二次污染,对人体无害等诸多优点,且价格便宜,因此成为最TiO2光催化氧化技术的研究进展单志俊,邓慧萍(同济大学环境科学与工程学院,上海200092)摘要:光催化氧化作为一种高级氧化技术近年来在难降解污染物的处理方面得到了广泛的研究。结合了高级氧化技术的原理和近几年国内外对光催化氧化的研究,详细讨论了光催化氧化技术在国内外水处理领域的研究进展和影响因素。可以预见光催化氧化将是十分有效的水处理手段。关键词:光催化氧化;TiO2;研究进展;影响因素中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1008-9500(2006)02-0007-05TheDevelopmentofPhotocatalyticTechnologyBasedonTiO2ShanZhijun,DengHuiping(EnvironmentalScience&EngineeringDepartment,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Photocatalyticreductionasamethodofadvancedoxygenationhasbeenwidelyresearchedintreatmentofundegradablepollutants.Basedonthetheoryofadvancedoxygenationandresearchofthisfield,thispaperillustratesthedevelopmentofphotocatalyticreductionandinfluencingfactors.Meanwhileitindicatesthatphotocatalyticreductionwillhaveagoodfutureinwatertreatment.Keywords:photocatalytic;TiO2;researchheadway;influencingfactors收稿日期:2006-11-11作者简介:单志俊(1982-),男,上海人,在读硕士研究生,研究方向:水处理技术。污水治理7--●受重视和具有广阔应用前景的光催化剂。TiO2的晶体结构一般分为锐钛型和金红石,实践证明锐钛型TiO2以其良好的催化性能得到了更广泛的运用。2光催化氧化技术的研究进展2.1光催化氧化技术的应用领域2.1.1去除废水中的有机污染物。利用光催化氧化技术极强的氧化能力去除废水中的有机物是其最常见的一种用途,工业水处理中也多利用光催化氧化技术治理染料废水。高效的光催化氧化水处理器还能处理小体积的高浓度有机废水。2.1.2在饮用水深度处理阶段去除难降