什么叫光化学处理?其特点和应用如
1910年世界上首次将紫外光用于饮用水消毒。1972年首次报道水在Ti02上能实现光催化分解以来,光催化氧化技术得到迅速发展,并在水处理领域得到广泛应用。所谓光化学反应是指在光的作用下所进行的化学反应。 80年代初开始了光化学在环保中的应用研究,其中光化学降解治理污染尤受重视。光降解通常是指有机物在光作用下逐步氧化成低分子量中间产物、最终生成C02、H20及N03-、P04-等离子。光降解分为直接光降解和间接光降解,后者对于环境中生物难降解的有机污染物更为重要。 将光化学反应用于治理污染,包括无催化剂和有催化剂参与的光化学氧化。前者大多采用臭氧和过氧化氢等作为氧化剂,在紫外光的作用下...全部
1910年世界上首次将紫外光用于饮用水消毒。1972年首次报道水在Ti02上能实现光催化分解以来,光催化氧化技术得到迅速发展,并在水处理领域得到广泛应用。所谓光化学反应是指在光的作用下所进行的化学反应。
80年代初开始了光化学在环保中的应用研究,其中光化学降解治理污染尤受重视。光降解通常是指有机物在光作用下逐步氧化成低分子量中间产物、最终生成C02、H20及N03-、P04-等离子。光降解分为直接光降解和间接光降解,后者对于环境中生物难降解的有机污染物更为重要。
将光化学反应用于治理污染,包括无催化剂和有催化剂参与的光化学氧化。前者大多采用臭氧和过氧化氢等作为氧化剂,在紫外光的作用下使污染物氧化分解,称为光氧化过程;后者又称为光催化氧化,通常分为均相和多相(非均相)光催化氧化过程。
均相光催化氧化包括光敏化氧化。其特点是它使用光敏化剂且为均相反应,其中包括紫外光(UV)—芬顿(Fenton)试剂法(UV/H202/Fe2+、UV/H202/Fe3+)和UV/H202/草酸铁络合物法。
多相光催化氧化过程多用Ti02、ZnO、CaS、CuO、Fe203、Bi203等固体半导体催化剂。利用半导体光催化剂进行催化氧化降解水中污染物则是有效、实用、可行的。以Ti02型光催化剂为例,在光催化氧化过程中,半导体Ti02在紫外光(280〜315nm)照射下会产生电子和孔穴。
并发生还原和氧化反应,特别是通过羟基自由基(H0)等进行反应,使有机污染物氧化为C02、H20,使无机物氧化为N03-、CHO-等;使病毒、细菌、微生物减活,并被灭杀,也会使水中重金属离子形成氧化物等而被脱除。
影响光催化剂活性的主要因素有Ti02颗粒晶型、颗粒大小、颗粒表面羟基、吸附氧等数量。提高光化学处理效果的主要技术对策是采用纳米级Ti02催化剂、Ti02固定化技术、复合Ti02材料、高效的光催化反应器和合适经济的光源(如太阳光)等。
光化学处理技术得到广泛应用。利用光化学氧化技术,特别是利用光催化氧化还原技术所降解的有机物达3000多种,其中包括烃类、卤代化合物、羧酸和酚类、表面活性剂、染料、含氮有机物、农药和医药废水、环境荷尔蒙、二噁英类、油田污水、垃圾渗滤液及其他各种有机废水。
在实际应用中,往往采用光催化法组合工艺,其中包括光催化氧化/混凝组合工艺、光催化/供氧、臭氧、H202组合工艺、超声/光催化氧化组合工艺、光催化/生物处理组合工艺、光电组合工艺以及金属离子氧化还原反应与Ti02光催化反应的组合工艺等。
光化学处理技术的发展方向与前景是,进一步研究反应机理和反应动力学,进一步开高效的光催化剂,研究开发高效的光反应器,采用低能耗高效的反光源,优化光化学处理组合工艺。收起