光催化氧化技术降解有机污染物

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1、光催化氧化技术降解有机污染物摘要：光催化氧化技术是一种新型的高级氧化技术，TiO2光催化氧化技术具有工艺简单、能耗低、效率高、易操作、无二次污染等特点，被认为是降解持久性有机污染物最有前途最有效的处理方法之一。本文阐述了光催化氧化的基本原理和特点，探讨了其影响因素，如温度、pH、催化剂用量等。综合可知，光催化氧化技术具有良好的发展前景，值得广大研究人员进一步的探究。关键字：光催化氧化，二氧化钛，有机污染物Abstract：Thetechniqueofphotocatalyticoxidationisanewadvancedocidationtechnique.UV/TiO2

2、photocatalytictreatmentisconsideredoneofthemostpromisingandeffectivemethodsoftreatingpersistentorganicpollutantsduetoitssimpleprocess,lowenergyconsumption,highmineralizationefficiency,easyaccessandlowtoxicityofendproductsetal.Thispaperstatesthebasicprinciplesandcharacteristicsofthephotocat

3、alyticoxidationandexploretheinfluencingfactorssuchastemperature,thepH,theamountofcatalystetal.Comprehensiveseenthatphotocatalyticoxidationhasagoodprospectsofdevelopmentanditsworthfurtherexplorationbyresearchers.Keywords：photocatalyticoxidation,TiO2,organicpollutants101绪论光催化氧化（Photocatalyti

4、cOxidation）是一种新型现代水处理技术，属于高级氧化技术（AdvancedOxidationProcess）的一种，具有工艺简单、能耗低、易操作、无二次污染等特点，尤其对一些特殊的污染物比其他氧化法有更显著的效果[1]。1.1光催化氧化技术的研究进展1972年Fujishima和Hongda[2]在《Nature》上发表了关于在TiO2电极上光解水的论文，这是多相光催化研究开始的标志之一。此后人们从各个领域对TiO2光催化行为进行深入的研究，探讨其光催化原理，并致力于提高光催化效率。1976年Carey等[3]在光催化降解水中污染物方面进行了开拓性的工作，显示出光催

5、化技术在环保领域的应用前景。近十几年来，以半导体粉末为催化剂光催化氧化水中的有机污染物作为水处理的一种新方法得到了广泛的关注，在理论研究上已取得了很大的进展[4]。紫外光催化氧化技术对有机物分子结构具有很强的破坏作用，使长链分子变成短链分子(一些有机物甚至最终能被分解成二氧化碳和水)，从而增强了微生物对有机污染物的降解性能，有效地提高了对有机污染物的处理效率。目前一系列研究表明这项新技术具有新颖性、高效性，与现有有机废物多采用的焚烧处理法相比较，投资少，如配合生物处理法，可以解决大多数有机物造成的污染问题，具有很好的应用前景[5]。1.2有机污染物的危害有机污染物，特别是持

6、久性有机污染物（POPs）是指通过各种环境介质（大气、水、生物体等）能够长距离迁移并长期存在于环境，具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物质。有机污染物的主要危害有：①对儿童的出生体重的影响，可能会使人类婴儿的出生体重降低，发育不良，骨骼发育的障碍和代谢的紊乱，都可以对人的一生产生影响；②对神经系统，注意力的紊乱、免疫系统的抑制；③对生殖系统的危害，它对人体的内分泌系统有着潜在的威胁，导致男性的睾丸癌、精子数降低、生殖功能异常、新生儿性别比例失调，女性的乳腺癌、青春期提前等，不仅对个体产生危害，而且对其后代造成

7、永久性的影响；④对癌症的影响，可能引发多种癌症。2光催化氧化技术2.1光催化氧化的基本原理光催化氧化是在反应溶液中加入一定量的半导体催化剂，使其在紫外光的照射下产生∙OH，通过∙OH的强氧化作用降解有机污染物。光催化氧化反应可以用半导体的能带理论来阐述[6]，半导体的基本能带结构：存在一系列的满带，最上面的带称为价带；存在一系列的空带，最下面的空带称为导带；价带和导带之间为禁带当用能量等于或大于禁带宽度的光照射时，半导体价带上的电子被激发跃迁到导带，同时在价带产生相应的空穴，这样就在半导体内部生成电子-空穴对。由于