光电催化氧化技术中光电反应器的研究与发展_肖俊霞

2007年第26卷第3期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·331·化工进展光电催化氧化技术中光电反应器的研究与发展肖俊霞，胡记杰，阎虹，韦朝海（华南理工大学环境科学与工程学院，广东广州510640）摘要：从悬浮态光电反应器及固定态光电反应器两方面介绍了光电反应器的类型，指出通过金属沉积与半导体复合对光电极进行改性是提高固定态光电反应器效率的有效途径，对影响光电反应器效率的主要因素如光源、材质、外加偏压、溶液条件及反应氛围进行了讨论，并对光电反应器未来的发展提出了一些建议。关键词：光电催化氧化技术；光电反应器；半导体；光电极中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000–6613（2007）03–0331–06Researchprogressofphotoelectro-reactorinphotoelectro-catalyticoxidationtechnologyXIAOJunxia，HUJijie，YANHong，WEIChaohai(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,Guangdong,China)Abstract：Thephotoelectro-reactorswereintroducedfromtwotypesofslurryphotoelectro-reactorandimmobilephotoelectro-reactor.Aneffectivewayofmodifyingphoto-electrodebydepositionofmetalandcouplingofsemiconductorusedtoimprovetheoxidationefficiencyofimmobilephotoelectro–reactorwaspointedout.Themainfactors,includinglightsource,material,additionalappliedpotential,solutionconditionandreactionatmosphere,whichaffectedtheefficiencyofphotoelectro-reactorwerediscussed.Besides,someproposalsforfurtherstudiesofphotoelectro-reactorwerepresented.Keywords：photoelectro-catalyticoxidationtechnology；photoelectro-reactor；semiconductor；photoelectrode近年来，半导体光催化氧化技术表现出来的反应条件温和、氧化能力强、适用范围广、无二次污染等特点被证实，但由于光生电子与空穴的复合而导致的低量子效率以及与此相关的慢降解速率成为该技术被推广应用的最大障碍[1]。基于此，将半导体光催化氧化法和电化学法结合以期实现协同效应的光电催化氧化（又叫电助光催化氧化）技术应运而生。光电催化氧化技术是一种电化学辅助的光催化氧化技术，是通过外加阳极偏压使光激发产生的电子通过外电路流向阴极，减少光生电子与空穴复合的概率，使体系中有更多的空穴存在，从而生成更多的·OH，提高光量子的效率，达到提高光催化效率的目的。国内外研究表明，光电催化氧化技术能够实现对水中各类难降解物质的高效降解[2－7]，且其环境安全性优于直接光解和光催化氧化技术[8]。有关光电催化氧化技术在水处理方面应用的总结已有一些报道[9－11]，但鲜见光电催化氧化技术中光电反应器方面的报道。本文作者对近年来国内外关于光电催化氧化技术中光电反应器的研制及应用进行尽可能全面的总结，对影响光电反应器的因素进行分析，并对其今后的发展提出一些建议。1光电反应器的类型光电反应器的核心部分是光电极，光电催化氧化技术的光电极所使用的半导体材料，通常有收稿日期2006–10–31；修改稿日期2007–01–05。基金项目国家自然科学基金资助项目（No.20277010）。第一作者简介肖俊霞（1978—），女，博士研究生，研究方向为水处理高级氧化技术。电话020–87112073；E–mailxiaojunxia1103@163.com。联系人韦朝海，教授。电话020–87112874；E–mailcechwei@scut.edu.cn。DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2007.03.007化工进展2007年第26卷·332·TiO2[12－14]、RuO2[15]及WO3[16]等，其中Ti