光催化技术在污水处理方面的应用(20190323092128)

光催化技术在污水处理方面的应用(20190323092128)光催化技术在污水处理方面的应用范少华崔玉民(阜阳师范学院化学系,阜阳,236032)摘要光催化技术是一种新兴的高效节能现代污水处理技术,本文从半导体光催化方法、反应机理、各类污染物光催化降解的现状、提高半导体光催化剂活性途径、光催化技术发展中存在问题等方面分别论述了半导体光催化技术现状及发展趋势。关键词光催化技术,半导体,污染物,光催化降解中图分类号TQ032文献标识码A文章编号1000-6613(2002)05-0345-04在各种解决能源问题的途径中,以太阳能转化和储存为主要背景的半导体光催化特性的研究是引人注目的研究方向之一[1]。将半导体材料用于光催化降解水中污染物的研究还是近十几年的技术。该技术的优点:(1)水中所含多种有机污染物均可被完全降解为CO2、H2O等,无机污染物被氧化或还原为无害物;(2)不需要另外的电子受体(如H2O2);(3)合适的光催化剂具有廉价、无毒、稳定及可以重复使用等优点;(4)可以利用取之不尽、用之不竭的太阳能作为光源激活光催化剂;(5)该法结构简单、操作条件容易控制、氧化能力强、无二次污染。1半导体光催化反应机理目前,国内外研究最多的光催化剂是金属氧化物及硫化物,其中,因TiO2化学稳定性高、耐光腐蚀、具有较大的禁带宽度(Eq=312eV)、氧化还原电位高、光催化反应驱动力大、光催化活性高。可使一些吸热的化学反应在被光辐射的TiO2表面得到实现和加速,加之TiO2无毒、成本低,所以TiO2的光催化研究最为活跃。半导体光催化反应机理如图1所示(TiO2为例)。图1TiO2光催化降解污染物的反应示意图当能量大于或等于半导体带隙能的光波(hν)辐射TiO2时,TiO2价带(VB)上的电子吸收光能(hν)后被激发到导带(CB)上,使导带上产生激发态电子(e-),而在价带(VB)上产生带正电荷的空穴(h+)。e-与吸附在TiO2颗粒表面上的O2发生还原反应,生成O-2,O-2与H+进一步反应生成H2O2,而h+与H2O、OH-发生氧化反应生成高活性的?OH,H2O2、?OH把吸附在TiO2表面上的有机污染物(简称为R)降解为CO2、H2O等,把无机污染物(简称为B)氧化或还原为无害物(简称为B+)。2半导体光催化法的应用211悬浮相光催化法目前,国内外悬浮相光催化进行化学合成、