光催化氧化法降解有机污染物影响因素及其效率提高途径_王能亮

第36卷第2期2007年2月应用化工AppliedChemicalIndustryVol.36No.2Feb.2007专论与综述收稿日期:2006-12-15基金项目:天津市科技攻关计划重大项目(05YFGDGX10000);天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程省部共建教育部重点实验室基金项目(0605140)作者简介:王能亮(1983-),男,山东济南人,天津工业大学在读硕士研究生,师从解立平副教授,主要从事光催化氧化、膜分离技术研究。电话:13752798490,E-mail:wangnengliang@163.com光催化氧化法降解有机污染物影响因素及其效率提高途径王能亮1,解立平2(1.天津工业大学材料科学与化学工程学院,天津300160;2.天津工业大学中空纤维材料与膜过程教育部重点实验室,天津300160)摘要:分析了催化剂类型、污染物性质、反应条件等因素对光催化氧化法降解有机污染物的影响,从催化剂改性、高效光催化氧化反应器及光催化与其他技术联用等方面探讨了提高光催化氧化效率的途径,展望了光催化氧化法发展前景及其工业化应用时需解决的关键问题。关键词:光催化氧化;有机污染物降解;光催化反应器;组合工艺中图分类号:X505;TQ034文献标识码:A文章编号:1671-3206(2007)002-0183-04InfluencefactorsofthephotocatalyticdegradationoforganicpollutantsandapproachtoimprovingphotocatalyticefficiencyWANGNeng-liang1,XIELi-ping2(1.CollegeofMaterialsScienceandChemicalEngineering,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160,China;2.KeyLaboratoryofHollowFiberMembraneMaterialsandMembraneProcessofMinistryofEducation,JiamjinPolyteohnicUniversity,Tianjin300160,China)Abstract:Thepaperanalysestheinfluencingfactorsofphotocatalyticdegradationfororganicpollutants,suchaspropertyofcatalystsandpollutantsaswellasreactionconditions.Theapproachestoimprovethephotocatalyticefficiencybycatalystmodification,highefficiencyphotocatalyticreactorandtheintegrationofphotocatalyticandothertechnologiesarealsodiscussed.Thekeyproblemsinitsindustrialapplicationandtheprospectsareputforwardfinally.Keywords:photocatalyticoxidation;degradationoforganicpollutants;photocatalyticreactor;hybridprocesses光催化氧化法具有耗能低、无二次污染、设备简单、氧化能力强等特点,受到了各国学者的广泛重视,其中尤以TiO2光催化氧化技术为主。本文从催化剂类型、污染物性质、反应条件3个方面综述了光催化氧化降解污染物时的影响因素,并从催化剂改性、光催化反应器的改进、光催化氧化技术与其他技术组合工艺等方面对提高光催化氧化降解效率途径进行了总结,最后展望了光催化氧化法的研究方向和应用前景。1影响光催化氧化法降解污染物的因素1.1催化剂的种类光催化氧化剂一般以n-型半导体为主,如TiO2、ZnO、CdS、WO3、SnO2和Fe2O3等,它们的吸收波长大多在紫外光区。其中TiO2和ZnO的催化活性最好,CdS也有较好的活性,而ZnO和CdS在光照下不稳定,甚至光氧化会受到光腐蚀的竞争,使得出水中往往含有Zn2+和Cd2+,使其应用受到限制。研究DOI:10.16581/j.cnki.issn1671-3206.2007.02.024应用化工第36卷发现,p-型半导体催化剂Cu2O在可见光下具有较好的催化氧化能力。1.2污染物的性质1.2.1污染物的结构有机物的结构特征对光催化氧化反应影响很大。有机污染物一般可分为以长碳链为主的烷烃类和含苯环的芳香族类化合物两大类。Zhang等[1]对含苯环类和链烃类混合体系