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光催化氧化法的研究與應用前景怎樣?

發布時間:2018-06-21 16:30  文章來源:www.chinahszy.com  文章作者:高級氧化技術工程

  光催化氧化法(非均相)是以n型半導體(如:TiO2、ZnS、WO3、SnO2等)作催化劑的氧化過程。當催化劑受到紫外光照射時,表麵的價帶電子(e-)就會被激發到導帶,同時在價帶產生空穴(h ),形成電子空穴對(h -e-)。這些電子和空穴遷移到粒子表麵後,由於空穴有很強的氧化能力,使水在半導體表麵形成氧化能力極強的羥基自由基(·OH),羥基自由基再與水中有機汙染物發生氧化反應,最終生成CO2、H2O及無機鹽等物質。

光催化氧化法

  光催化氧化法的研究進展

  印染廢水成分複雜,是典型的難降解的有機高分子化合物。但是要降解這些物質所需的能量波長範圍與紫外光的波長(200-400nm)基本符合,因此國內外專家學者,開始嚐試用光催化氧化法處理印染廢水。王文保等在紫外光照射下處理堿性綠染料溶液,不加ZnS時,脫色率為1%,而加入ZnS光照10min脫色率即達94%,突出表現了ZnS對其具有很好的光催化脫色效果。塗代惠等采用自製的TiO2膜和平板式固定床式光催化氧化反應裝置進行印染廢水的光催化氧化降解實驗,結果表明,對COD的去除率為68.4%,對色度去除率為89.1%,對陰離子表麵活性劑的去除率為87.45%,出水達到國家規定的廢水排放標準。許佩瑤等以納米TiO2為催化劑,紫外燈為光源,對印染廢水中的直接凍黃G染料進行光催化降解,在合適的條件下,光照6h,COD的去除率達到80%,色度去除率達到98.5%,表現出了非常好的處理效果。

  光催化氧化法應用前景

  對於印染廢水特別是色度較深的印染廢水而言,光催化需要解決透光度的問題,因為印染廢水中的一些懸浮物和較深的色度都不利於光線的透過,會影響到光催化效果。目前使用的催化劑多為納米顆粒(太大時催化效果不好),回收困難,而且光照產生的電子-空穴對易複合而失活。如果能對催化劑進行改造,在不影響催化效率的前提下減少催化劑的流失,使成本得到降低將是其工業化的前提。另外,改紫外光為太陽光也是一個很好的思路,但太陽光的利用率是光催化的又一個難題,如果研製出利用效率更高的催化劑以提高太陽光的利用率就能解決這個問題。實際上,劉小玲等已經開始研究太陽光照射下,以納米Cu2O為催化劑處理印染廢水,相信這些技術的突破性研究將使光催化氧化法處理印染廢水的工業化處理成為可能。

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