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《光催化氧化法降解苯酚的研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、河北科技大学学报第23卷第3期JOURNALOFHEBEIUNIERSITYOFO1.23NO.3总第62期2OO2年SCIENCEANDTECHNOLOGYSum622OO2文章编号21OO-12(2OO2DO3-OO17-O光催化氧化法降解苯酚的研究进展杨国营(河北师范大学化学学院河北石家庄OOO16D摘要2概述了二氧化钛光催化氧化反应及其用于降解苯酚的机理介绍了光催化氧化反应降解苯酚的影响因素催化剂及其固定~光催化反应装置~光的辐射时间和强度~苯酚初始浓度和溶液PH值也介绍了提高光催化反应速率的方法贵金属的沉积~过渡金属离子的掺杂~半导体的复合并且指出了光催化氧化研究在催化剂效率~
2、光源利用等方面尚存在的问题指出了设计集吸附~降解~分离于一体的复合型反应器及开发太阳能源并结合生化技术的研究方向关键词2苯酚3降解3光催化氧化3二氧化钛中图分类号2O69文献标识码2A环境保护这一当今世界课题已越来越引起世界各国及人们的重视这一领域的研究已经获得显著的进展[1]我国在这方面也加强了投资力度随着人们环保意识的加强解决这一问题越显急迫和重要近几年来光催化氧化法由于是在常温~常压下使多种类型的难降解的有机物经光催化分解为二氧化碳和水不会造成二次污染的突出优点已得到人们的普遍认可因而推动了人们用该方法对废水进行处理的研究苯酚是一种毒性很强的有机物而含苯酚的废水是一种来源广泛且危害
3、严重的污染物广泛存在于钢铁~石油化工~塑料~合成纤维及城市煤气等行业废水中它所造成的污染问题愈来愈突出目前国内外科研人员对苯酚的处理方法研究很多[2]其中以光催化氧化法降解苯酚最为热点本文对其降解机理及影响因素作一简要概述1光催化氧化的机理11TOz光催化氧化反应的机理以TiO光催化剂为例当用能量大于或者等于禁带宽度的光照射半导体表面时其价带上2的电子(e-D被激发跃过禁带进入导带同时产生相应的空穴光生空穴有很强的得电子能力具有很强的氧化性可夺取吸附于半导体颗粒表面上有害物的电子使其氧化而光生电子迁移到半导体微粒表面被氧化[23]反应过程如下2收稿日期22OO2-O1-13修回日期22O
4、O2-O2-263责任编辑2陈玉堂基金项目2河北省自然科学基金资助项目(299211D作者简介2杨国营(1962-D男河北景县人讲师研究方向为应用化学18河北科技大学学报2002年-+++--TiO2+hU-e+h,h+~2O--O~+~,e+O2-O2,-+O2+~-~O2-,2~O2--O2+~2O2,--+-~2O2+O2--O~+O~+O2,h+O~--O~O利用上述反应产生的多种高反应活性的自由基和反应中间体,如-O~,~O和e-+及2-,h~2O2,发生一系列有意义的氧化还原反应O1.2光催化氧化反应降解苯酚的机理在光催化氧化反应中产生的具有高度活性的羟基自由基(-O~D是氧
5、化有机物的主要活性物种,它很容易与苯环反应,生成二氧化碳和水[4]:-+--O~O~O~OOhV[O]-+-+eag,-+~,-CO2+~2OO2光催化氧化反应降解苯酚的影响因素2.1催化剂及其固定选择成本低~高活性~催化效率高的催化剂是我们的原则O分别以TiO2,ZnO,ZnS,CdS,POS作催化剂,在光辐射下催化预先配制好的废水污染物令其降解,结果显示TiO降解效果最好[5]2O这是由于二氧化钛具有较深的价带能级,带隙较宽(3.2eVD,光催化活性最好,并且它的化学性能和光化学性能十分稳定,耐强酸强碱,耐光腐蚀,无毒性,因而TiO作为光催化剂被广泛应用O2光催化剂的固定化在光催化氧
6、化反应中很关键,它直接影响着反应的效果和去除有害物的深度,还关系着催化剂的回收O目前,国内外对催化剂的固定方式有两种:1D非填充式固定床型的固定技术,它以烧结或沉积的方法直接将催化剂沉积在光催化反应器内壁;2D填充式固定床型的固定技术,即将TiO烧结在载体(如砂~硅胶颗粒~玻璃球~玻璃纤维等D表面,然后将各颗粒填充2到反应器里O这两种固定技术由于载体颗粒小,在催化剂分离~回收方面较繁琐,姜尔玺等人[6]研究了将粉末活性碳连同TiO粉末同时固定的技术,很好的解决了以上的不足O22.2光催化反应装置操作方式的选择也是光催化氧化中很关键的一环OSherrard等人设置了间歇式反应器[7]O间歇
7、式反应器多为透光效果较好的玻璃或石英管槽,结构比较简单,操作方便而且吸收效率高,但反应器中光催化剂多以分散状态存在,且反应结束后催化剂颗粒回收困难,所以只适用于一般的实验室研究和小批量的物料处理O~OfsradlerK研制的连续式反应器[8]克服了间歇式反应器的不足,这样,以固定相存在的光催化剂与以流动态的有害物充分接触,达到分离净化的目的,可以大批量的进行物料处理,应用于工业生产O可根据实际应用中光源的情况设计反应器,如果使用人造
