光催化在治理环境污染中的应用
光催化技术在环境污染治理中的应用
光催化技术在环境污染治理中的应用随着现代城市化进程的加快，环境污染已成为影响人类健康和生存质量的主要因素之一。
环境污染不仅对人类健康产生严重影响，还破坏了生态平衡，加剧了物种灭绝。
面对这样的挑战，我们需要采取措施来减少和消除环境污染。
光催化技术已经成为环境污染治理领域中的一种重要手段，赢得了广泛的关注和应用。
光催化技术是利用光照下光催化剂的光催化活性，将有害物质和污染物分解为无害物质的技术。
光催化技术具有传统治理技术无法具备的许多优势，包括高效、无二次污染、资源消耗低等。
光催化技术在空气污染治理中的应用光催化技术在空气污染治理方面的应用已经得到了广泛的研究和应用。
光催化技术主要应用于雾霾治理、空气净化和地下室通风系统的消毒。
在雾霾治理方面，光催化技术可以通过在室内和室外使用氧化钛、氧化锌、氯化锑等多种光催化剂分解PM2.5和有机污染物。
研究表明，细颗粒污染物和有机物降解率均达到了80％以上。
此外，光催化技术还可以成为发现雾霾源头的早期预警工具，这对于治理雾霾有着重要的作用。
在空气净化方面，光催化技术可以利用紫外线和其他光源的催化剂作用，将有害物质转化为无害物质。
例如，使用光催化剂处理空气中的有害物质，例如二氧化氮、有机物和烟雾等，可以有效地净化空气。
在地下室通风系统的消毒方面，光催化技术可以将空气中的细菌、病毒和其他有害物质转化为无害物质。
研究表明，这种方法可以达到95％以上的消毒效果，有效地保护动物和人类的健康。
光催化技术在水污染治理中的应用水污染治理是环境污染治理的重要组成部分。
利用光催化技术处理污染水源，可以将有害物质分解为无害物质，同时减少污染物对生态系统的破坏。
在水处理方面，光催化技术主要应用于水中有机污染物的降解、重金属的去除和色素的分解。
例如，利用氧化钛催化酸性染料可以在紫外光的照射下彻底降解染料，同时将有害残留物全部降解。
在处理重金属污染的水源方面，利用二氧化钛的光照催化作用可以快速和高效地去除水污染中的重金属。
光催化反应在环境污染净化中的应用
光催化反应在环境污染净化中的应用随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重。
传统的污染治理方法往往效果有限，而光催化反应作为一种新兴的技术手段，正在被广泛应用于环境污染净化中。
光催化反应是指利用光照激发催化剂产生电子-空穴对，通过一系列化学反应来降解有机物和杀灭微生物的过程。
其核心原理是催化剂吸收光能，产生活性氧物种，进而分解有机污染物。
相比传统的污染治理方法，光催化反应具有高效、无二次污染、可重复使用等优点，因此备受关注。
首先，光催化反应在空气污染治理中具有广泛应用前景。
空气污染是当今社会面临的严重问题之一，其中有机污染物是主要的污染源之一。
光催化反应可以有效降解有机污染物，如甲醛、苯等，将其转化为无害的物质。
此外，光催化反应还可以降解空气中的有害气体，如二氧化氮和臭氧等。
通过将光催化技术应用于空气净化设备中，可以有效改善室内和室外空气质量，保护人们的健康。
其次，光催化反应在水污染治理中也有着广泛的应用前景。
水污染问题日益突出，严重影响着人们的生活和健康。
光催化反应可以通过产生活性氧物种来降解水中的有机污染物，如重金属离子、农药残留等。
此外，光催化反应还可以杀灭水中的细菌、病毒等微生物，有效净化水质。
通过将光催化技术应用于水处理设备中，可以提高水资源的利用率，保护水源环境，实现可持续发展。
光催化反应的应用不仅限于空气和水污染治理，还可以在其他领域发挥重要作用。
例如，光催化反应可以用于固体废弃物的处理和资源化利用。
通过光催化反应，可以将固体废弃物中的有机物转化为可再利用的物质，减少废弃物对环境的负荷。
此外，光催化反应还可以用于光催化剂的制备、太阳能电池的研发等领域，为环境保护和可持续发展提供技术支持。
然而，光催化反应在应用过程中还存在一些挑战和问题。
首先，光催化反应需要光源的支持，因此在室内环境中的应用受到一定限制。
其次，光催化反应的效率和稳定性有待提高，以满足实际应用的需求。
此外，光催化剂的制备和回收利用也是一个亟待解决的问题。
光催化技术在环境污染治理上的应用实践
光催化技术在环境污染治理上的应用实践近年来，随着全球环境污染问题的日益突出，各国都开始寻求新的污染治理技术。
光催化技术作为一种高效、环保的治理手段，不断受到研究者的关注和应用。
它利用光能激发催化剂，通过催化气体或水中有害物质的分解、氧化还原等反应来达到净化环境的目的。
本文将从光催化技术的原理、应用领域和实践案例等方面，深入探讨光催化技术在环境污染治理上的应用实践。
首先，我们来了解一下光催化技术的基本原理。
光催化技术是一种将光能和催化剂相结合的处理方法。
在光催化反应过程中，催化剂的表面由于吸附的光照射而产生电荷分离，形成电子和空穴。
这些电子和空穴在催化剂表面上发生各种化学反应，通过还原、氧化等过程将环境中的有害物质分解为无害的物质。
此外，光催化技术在降解污染物的过程中还会产生活性氧物种，如羟基自由基、超氧自由基等，进一步加速污染物分解的速度。
光催化技术的应用领域广泛，包括空气净化、水处理、光催化杀菌等方面。
其中，空气净化是光催化技术的重要应用之一。
光催化材料如二氧化钛等具有很强的氧化还原性，可以将空气中的有机污染物、气态有毒物质等分解为无害的物质。
研究表明，光催化技术对苯、甲醛、二氧化硫等有机污染物有较好的去除效果，并且能够去除空气中的细菌和微生物，净化空气。
水处理领域也是光催化技术的重要应用方向之一。
水是人类生活必需的资源，但水污染严重影响着人们的生活质量和健康。
光催化技术可用于水中有害物质的降解和去除。
研究表明，光催化技术对水中的有机物、重金属离子、抗生素废水等具有良好的去除效果。
例如，钛酸锐钛纳米颗粒催化剂在紫外光照射下，可以有效降解水中的有机污染物。
此外，光催化技术还可以应用于光催化电极技术和光催化电化学技术，进一步提高水处理效果。
除了空气净化和水处理，光催化技术在其他领域也有广泛的应用。
例如，光催化杀菌技术可以用于医疗设备的消毒、水产养殖水质处理等方面。
光催化技术还可以应用于除臭、废气处理、有机废弃物处理等领域。
光催化技术在环境净化中的应用
光催化技术在环境净化中的应用光催化技术是一种以光为催化剂的环境治理技术，通过光反应中的化学反应来降解和去除有害物质，达到环境净化的目的。
随着环境污染问题日益严重，光催化技术作为一种有效的环境治理手段，被广泛应用于空气和水的净化。
本文将从空气和水两个方面来论述光催化技术在环境净化中的应用。
一、光催化技术在空气净化中的应用光催化技术在空气净化中的应用主要集中在室内空气净化和工业废气处理两个方面。
1. 室内空气净化室内空气污染对人们健康造成了很大的威胁，而光催化技术可以有效地降低室内空气中的有害物质含量。
通过使用光催化剂，在光照下可以将空气中的有机污染物、甲醛、苯等有害物质转化为无害的水和二氧化碳。
此外，光催化技术还可以有效去除细菌、病毒等微生物，改善室内环境品质。
2. 工业废气处理工业废气中的有害物质对环境和人类健康造成了巨大的威胁。
光催化技术可以有效地降解和去除废气中的有害气体，如二氧化硫、氮氧化物等。
通过使用光催化剂，废气中的有害气体在光照下发生光催化反应，转化为无害的物质。
这种方法对于工业废气的净化具有很高的效率和可行性。
二、光催化技术在水净化中的应用光催化技术在水净化中的应用主要包括水处理和水污染修复两个方面。
1. 水处理光催化技术可以用于饮用水和废水的处理。
通过光催化剂，可以将水中的有机污染物、重金属离子等有害物质光催化降解为无害的物质。
这种方法对于提高饮用水的品质和处理废水具有重要意义。
2. 水污染修复光催化技术可以修复污染水体中的有害物质和污染源。
例如，光催化技术可以修复河流、湖泊等水体中的有机污染物、油污、重金属等，并将其转化为无害物质，实现水体的修复和净化。
三、光催化技术的优势和挑战光催化技术在环境净化中具有以下优势：1. 高效清除有害物质：光催化技术可以高效地降解和去除空气和水中的有害物质，具有出色的去污能力。
2. 无二次污染：光催化技术在反应过程中将有害物质转化为无害物质，避免了传统处理方法中的转移和二次污染问题。
光催化技术在环境治理中的应用
光催化技术在环境治理中的应用随着工业的发展和城市的不断扩张，人类对环境的影响日益增大，环境污染也成为了一个日益严重的问题。
为了保护环境、净化空气、水源和土地，人们研究开发了各种环保技术。
其中，光催化技术因其高效、环保等优点，成为了环境治理领域中的一种重要技术。
一、光催化技术的原理与特点光催化技术是一种利用光照条件下半导体催化剂的化学反应，来去除有害物质和逐步使废气、废水净化的过程。
光催化技术的精髓是将吸附和反应结合起来，通过催化剂吸附有机污染物质，然后在光的作用下进行氧化分解，最终转变成简单无害的物质，通常是二氧化碳和水。
光催化技术的优点不仅在于它的高效性、易操作性和成本可控性，而且还可以解决有机污染物质不易分解和毒性较大的问题。
此外，光催化技术还具有良好的适应性和可靠性，能够适用于各种不同的环境和污染物质。
二、光催化技术在空气净化中的应用光催化技术在空气净化方面的应用主要是针对VOCs和NOx等氧化性气体的处理。
VOCs是一种具有强烈刺激性和毒性的有机物质，存在于各种工业过程、生产源和日常生活中。
NOx是一种大气污染物，人们普遍把它与车辆尾气排放、化工、冶金和能源生产等行业联系在一起。
通过光催化技术的处理，可将VOCs和NOx等氧化性气体在光照作用下迅速转化为CO2和H2O等无害物质。
具体技术方案可采用如TiO2催化剂、紫外线等低耗能光源等。
三、光催化技术在水处理中的应用光催化技术在水处理方面应用广泛，主要应用于水中有害有机物质的分解和去除，如水中有毒化合物和色素、臭氧等。
研究表明，通过光催化技术处理后，水中的有害有机物含量大大降低，颜色减少，甚至可以满足饮用水标准。
四、光催化技术在土地治理中的应用近几年来,随着城市建设与工业发展，土地污染日益严重，给环境造成了巨大的影响。
传统化学和物理方法和土壤修复效果十分有限，而反之光催化技术逐渐被人们关注和应用于土地治理。
光催化技术进行土地修复的步骤涉及多领域多学科技术，大致包括五个步骤：采样分析；设定修复目标及时间进度；确定具体的修复技术，如防护层、土壤堆肥等；进行修复工程建设；监测效果，并并根据实际情况调整修复技术方案。
光催化材料在环境污染净化中的应用
光催化材料在环境污染净化中的应用随着社会进步和科技发展，环境污染已成为全球性难题。
怎样清除环境污染物成为了人们关注的焦点。
而在这个问题上，光催化材料的应用已经成为一种新颖的解决方式。
一、光催化材料在环境污染净化中的原理光催化是一种利用光催化材料（具有光催化活性）与光源相互作用的化学过程，可将有机物资（如芳香族化合物、有机酸、染料、化学氧化物等）与部分无机离子氧化降解为无毒无害的 CO2、H2O 等物质，从而达到净化环境的目的。
二、光催化材料的种类1. TiO₂：是目前应用最广泛的光催化剂。
其理化特性稳定，易得，具有高度放氧能力，可有效分解亚甲基蓝、甲基橙和花青素等有机污染物。
2. 铜银复合氧化物：此类氧化物具有很高的催化活性，可用于降解各种有机物，如苯酚、4-羟基苯甲酸、荧光素等。
3. CdS：此类晶体氧化物用于污染物降解领域较为丰富。
其短裂解时间和高效率使其成为可望成为未来光催化剂研究的热点。
4. Fe₂O₃：因其具有中等的带隙宽度、较高的氧化还原能力和高比表面积，可以有效处理低浓度的甲醛、苯酚、丙酮等有机污染物。
三、光催化材料的应用目前，光催化材料已广泛应用于空气净化、水净化等环境污染控制领域。
它在大气污染控制方面的应用主要包括机动车尾气治理、工业废气治理和烟草烟雾控制，它在水污染控制领域的应用包括废水处理、饮用水处理和水中微污染物去除等。
例如，在废气处理中，采用光催化材料广泛用于有机气体、甲醛、苯酚等污染物处理。
在废水处理方面，光催化技术被广泛应用于控制地下水、饮用水、再生水、废水和污泥中的微生物和有机化合物等。
此外，光催化材料还可以被应用于其他方面。
例如，在太空舱和无菌室中，应用光催化技术有效地杀死有害微生物；在公共场所的空气净化器中，光催化技术可有效滤除细菌、病毒和化学气体。
四、光催化材料存在的问题虽然光催化技术被提出，但如何将其运用到实践中仍存在一些问题。
首先，光催化材料的性能和寿命仍存在差距，应进一步探索优化材料性能的方法；其次，光催化材料的制备成本高、收率低，有限制材料生产和应用的商业化；最后，对于特别难处理的污染物，光催化材料的应用仍然存在局限性。
光电催化技术在环境污染治理中的应用
光电催化技术在环境污染治理中的应用环境污染已经成为了全球性的问题，影响着人类的生存环境和健康状况。
对于这个问题，民众和政府都在不断的寻找和研发切实可行的解决方法。
其中，光电催化技术在环境污染治理中的应用，正逐步成为一项备受瞩目的热门研究领域。
一、什么是光电催化技术光电催化技术是一种新型的纳米材料催化技术，可以将光能量转化为电子和空穴，以激发光催化剂的活性，使其能够吸附、分解、氧化或还原有害物质，从而清除环境污染物。
光电催化技术的主要特点是用低能量的光激发化学反应，反应速度快、催化效率高、无二次污染、操作简单易用等优点。
它同时也具有高选择性和稳定性，这使得它成为环境污染治理的一项重要工具。
二、光电催化技术在水污染治理中的应用在现代工业生产中，水污染是一种最常见、最严重的环境污染问题，不仅影响到人们正常饮用水的来源和生产、生活的要素，还直接危害着生态系统的健康。
因此，利用光电催化技术清除水污染已成为一种较为有效的方法。
以TiO2为代表的光催化剂已经成为了水污染治理领域中的重要催化剂。
这种催化剂能够分解水中的有机物、颜料、杀虫剂、重金属等有害物质。
众所周知，水中的污染物大多集中在水中微量存在的复杂稳定的有机分子。
而TiO2可吸收和稳定这类化合物中存在的色团、杂质、阴离子等污染物，然后通过紫外线辐射可以使吸附在TiO2表面的有害物质发生电化学反应从而分解它们，形成小分子容易分解的物质。
三、光电催化技术在空气污染治理中的应用与水污染治理一样，空气污染治理同样是一个重要的环境污染治理领域。
近年来，光电催化技术在空气污染治理方面也有着广泛的应用。
以纳米复合材料 as an example，它能够通过光催化降解和催化还原来净化空气中的有害物质，包括易挥发性溶剂、有机酸、氮氧化物、硫化物等。
这一技术的主要原理是聚合金属氧化物的成核成膜过程，使得金属氧化物的晶格尺寸稳定，并与其它半导体或电子导体复合形成高效率的纳米复合材料。
光催化技术在环境治理中的应用
光催化技术在环境治理中的应用近年来，随着环境污染问题的日益严重，人们对于环境治理的需求也越来越迫切。
在环境治理领域，光催化技术作为一种新兴的治理手段，受到了广泛的关注和研究。
光催化技术通过利用光能激发催化剂，使其产生高活性的氧化性物质，从而实现对有害物质的降解和转化。
本文将就光催化技术在环境治理中的应用进行探讨。
光催化技术的原理是利用光能激发催化剂，使其产生电子-空穴对。
电子-空穴对具有很高的氧化还原能力，可以与水分子或氧分子发生反应，产生氢氧自由基和超氧自由基等高活性氧化性物质。
这些高活性物质能够与有机污染物反应，将其降解为无害的物质或转化为可再利用的资源。
光催化技术具有高效、无二次污染、可控性强等优点，因此在环境治理中有着广泛的应用前景。
光催化技术在水污染治理中的应用是其中的一大亮点。
水污染是当前全球面临的重要环境问题之一，尤其是水中存在的有机污染物对人体健康造成了严重威胁。
传统的水处理方法往往效果有限，而光催化技术可以通过光催化反应将有机污染物降解为无害的物质。
研究表明，光催化技术在水污染治理中具有较高的降解效率和广谱性，可以有效地去除水中的有机污染物，提高水质。
除了水污染治理，光催化技术在空气污染治理中也有着广泛的应用。
空气污染是城市发展过程中不可避免的问题，尤其是细颗粒物和有害气体对人体健康的危害更加严重。
传统的空气治理方法往往需要大量的能源和投入，而光催化技术可以通过光催化反应将空气中的有害物质转化为无害的物质。
研究表明，光催化技术在空气污染治理中具有高效、低能耗、无二次污染等优点，可以有效地改善空气质量。
此外，光催化技术还在固体废物处理和环境修复等领域发挥着重要作用。
固体废物处理是一个长期存在的环境问题，传统的处理方法往往效果有限且成本较高。
而光催化技术可以通过光催化反应将固体废物转化为可再利用的资源，实现固体废物的无害化处理和资源化利用。
环境修复方面，光催化技术可以通过光催化反应降解土壤和水体中的有害物质，恢复环境的自净能力，实现土壤和水体的修复和保护。
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光催化在治理环境污染中的应用摘要随着工业的不断发展，环境污染日益严重，传统水处理工艺中的物理、生物方法不能满足水处理的需要。
光催化反应的应用研究已在有机物降解、水质处理、环境保护等领域广泛展开, 利用日光进行光催化反应是光催化反应应用研究的重要课题。
光催化技术为彻底解决水污染问题提供了新的手段，它在环境污染治理中有广阔的应用前景。
关键词:光催化，环境污染，应用PHOTOCATALYTIC APPLICATIONS INCONTROLLING ENVIRONMENTALPOLLUTIONABSTRACTWith the continuous development of industry, the increasinglyserious environmental pollution, conventional water treatment processes in the physical, biological methods can not meet the needs of water treatment. Applied Research of the photocatalytic reaction in organic matter degradation, water treatment, environmental protection and other fields are widely expand use of the sunlight photocatalytic reaction of the important issues of the application of photocatalytic reaction. Photocatalytic technology provides a new means to completely solve the problem of water pollution, it has broad application prospects in environmental pollution control.KEYWORDS: photocatalytic,environmental pollution,application前言全球性的环境污染及生态破坏, 许多有毒有害的有机污染物被水体和土壤自净的速度很慢而净化不彻底, 并且在水体中存在时间长、范围广, 对人类潜在影响很大, 如许多有机物或其降解的中间产物具有致癌、致畸、致突变三致性, 这些有机污染物采用传统的生物处理工艺已难以去除.迫使人们对环境问题给以足够的关注, 并研究和开发出一系列用于环境污染物治理的新技术和新方法,光催化技术作为其中一种新兴的环境净化技术,其实用化的研究和开发已受到广泛的重视。
[1]光催化氧化法处理、净化受污染水体的方法是一种高级氧化技术其研究和应用是近30 年来迅速发展的一个新领域, 对许多有毒有害的有机污染物的处理均显示出其独特的优势, 如氧化降解水体中不饱和有机化合物、芳烃、卤化烃、芳香类化合物、杂环化合物、染料、表面活性剂有机氮磷农药等. 光催化能将难降解有机污染物氧化、分解, 直至H2O、CO2和无机盐等, 使有机物部分或完全矿物质化( 矿化) , 从而达到污染物无害化处理的要求.目前,用于光催化降解环境中污染物的催化剂多为N型半导型材料, 如T iO2、ZnO、CdS、WO3、SnO、Fe2O3等, 其中TiO2 因其活性高、稳定性好, 对人体无害而成为最受重视的一种光催化剂。
实验表明, T iO2至少可以经历12 次的反复使用而保持光分解效率基本不变, 连续580 分钟光照下保持其活性, 因而将其投入实际应用有着广阔的发展前景。
本文系统阐述纳米T iO2的制备、光催化净化机理、及在大气污染和水污染治理中的应用。
1TiO2 光催化净化机理及优势1.1机理TiO2属于一种N 型半导体材料, TiO2的禁带宽度为3. 2eV, 当它的波长小于或等于387. 5nm, 价带中的电子就会被激发到导带上, 形成带负电的高活性电子e- , 同时在价带上产生带正电的空穴h+ ( h+ 的氧化电位以标准氢电位计为3. 0V, 比起氯气的1. 36V 和臭氧的2. 07V, 其氧化性要强得多) 。
在电场的作用下, 电子与空穴发生分离, 迁移到粒子表面的不同位置。
分布在表面的空穴h+ 可以将吸附在TiO2的OH- 和H2O 分子氧化成羟基自由基( ·OH) 。
其作用机理可用以下反应式说明:[2]羟基自由基( ·OH) 的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的, 能氧化大多数的有机污染物及部分无机污染物, 将其最终降解为CO2、H2O等无害物质, 为使反应体系中有足够的羟基自由基( ·OH) 就必须防止电子和空穴的复合, 因此可以在体系中额外加入一些强氧化剂作为电子受体如K2S2O8、H2O2、O3等能够俘获催化剂表面的电子, 尽可能削弱如( 7) 所示的复合过程的进行。
而另一方面TiO2表面高活性的电子e- 则具有很强的还原能力, 可以还原除去水体中的金属离子, 其过程可以表示为:Mn+ ( 金属离子) + ne- M0 ( 8)这里同样要考虑电子和空穴的复合问题, 为此可以加入一些空穴俘获剂如甲醇, 从而使体系中有足够的高活性的电子e- 。
体系选用的光催化剂TiO2之所以为纳米级主要考虑以下两方面的影响: 一方面从光催化机理上分析, 物质的降解速度必然与光生载流子电子和空穴的浓度有关。
而纳米级的T iO2 随着粒径的减小, 表面原子迅速增加, 光吸收效率提高, 从而增加表面光生载流子的浓度, 另一方面催化反应的速率与物质在催化剂上的吸附量有关, 随着晶粒尺寸的减小, 比表面增大, 表面键态和电子态与颗粒内部不同, 表面原子的配位不全导致表面活性位置增多, 因而与大粒径的同种材料相比, 活性更高, 有利于反应物的吸附, 从而增大反应几率。
1.2优势由于光催化氧化法对于水中的烃、卤代有机物（包括卤代脂肪烃、卤代羧酸、卤代芳香烃）、羧酸、表面活性剂、除草剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂等有机物，以及氰离子、金属离子等无机物均有很好的去除效果，一般经持续反应可达到完全无机化。
所以半导体光催化氧化技术作为一种高级氧化技术，与生物法和其它高级化学氧化法相比，具有以下显著优势:[3](1) 以太阳光为最终要求的辐射能源，把太阳能转化为化学能加以利用。
太阳光，是取之不尽、用之不竭的，因此大大降低了处理成本，是一种节能技术。
(2) 光激发空穴产生的·OH 是强氧化自由基，可在较短时间内成功分解水中难降解有机物在内的大多数有机物，它还能分解水中微量有机物，因此是一种普遍实用的高效处理技术。
(3) 半导体光催化技术具有稳定性高、耐腐蚀、无毒的特点，并且在处理过程中不产生二次污染，从物质循环的角度看，有机污染物能被彻底无机化，因此是一种洁净的处理技术。
(4)对环境要求低，对pH 值、温度等没有特殊要求。
(5) 处理负荷没有限制，即：可以处理高浓度废水，也可以处理轻微污染水源水。
此外，光催化降解不仅能用于治理有机污染，而且能还原某些高价的重金属离子，使之对环境氧化稳度变小。
如对含Cr6+水的试验表明，以浓度为2 g/L的WO3/W/Fe2O3的复合光敏半导体为催化剂，用太阳光光照3h，Cr6+浓度由80 mg/L 降为0.1 mg/L，降解率达99.9％。
对于复杂的污染体系。
如：含有无机重金属离子和有机污染物的污水体系，光催化降解也能将二者同时催化去除。
现有研究发现，在光照条件下，以TiO2为催化剂，Cr6+和对氯苯酚这两种污染物能分别发生还原、氧化作用，达到光催化净化的目的。
而且，光催化净化还可用于饮用水方面，饮用水水源污染，特别是微量有机物的污染，是自来水行业存在的严重问题。
迄今为止，国内外饮用水去除有机物的技术均不能令人满意，尤其有机氯化合物很稳定，一般的处理方法很难去除，而应用光催化降解法，均能在短时间内降解此类难去除的化合物。
2.光催化在环境污染中的应用2.1 在大气污染物治理中的应用[4]目前全球性的大气环境问题主要有: 温室效应、臭氧层破坏、酸沉降。
(1)温室效应: 温室效应主要同二氧化碳的排放量有关, 因温室效应导致地球温度上升, 使世界各地的冰川后退, 海平面正在缓慢上升。
对于二氧化碳的控制一方面要从管理措施入手, 如植树造林、用风能、水能、核能、太阳能代替化石能源。
另一方面, 可以通过一定的技术措施, 如日本的安宝正一, 利用二氧化钛光催化技术成功将CO2和H2O 合成了甲醇, 这在某种程度上为大气中温室效应气体CO2的固定提供一种新的技术思路。
(2)臭氧层破坏: 氟里昂的存在会破坏臭氧层, 造成臭氧层空洞, 导致全球气候变暖等一系列环境问题, 严重干扰全球生态平衡, 因此对其光催化降解的研究已成为近年来较为活跃的一个领域, Kanno 等的研究表明TiO2对于CFC113 的降解具有良好的光催化活性, 并且T iO2 中加入WO3后, 催化剂表面酸性部位增加, 可以长时间保持较高的催化活性,具有很好的稳定性, 用TiO2/WO3体系降解CFC113, 在100h 内保持催化效率高于99. 6% 。
(3)酸沉降: NO X和SO X作为酸性气体, 是引起酸沉降的主要原因, 是城市大气环境中的一个主要污染因子, 严重影响城市居民的生存环境。
利用固定在具有较大表面积的活性炭上的粉末状TiO2作为光催化剂, 在紫外线照射下, 即使在H2O 存在下也可对N OX 和SO X进行氧化处理, 其产物为相应的NO-3 、SO2-4 等。
目前, 有一些国家和城市( 如日本的大阪) 已开始试验利用此类方法在高速公路防护墙, 或城市交通密集区的建筑物墙面上涂抹TiO2等光催化剂, 进行光催化氧化反应来消除大气中的NOX和SOX 的污染。
2.2 在水污染物治理中的应用(1) 有机废水的降解处理TiO2光催化反应能有效地将染料废水、农药废水、表面活性剂、氯代物、氟里昂、含油废水等废水中的有机物降解为H2O、CO2、PO43-、SO42-、NO3-、卤素离子等无机小分子, 达到完全无机化的目的。
王怡中等[5]用二氧化钛光催化降解苯酚、甲基橙, 在平均照度为92600 lx 的晴天, 当甲基橙溶液的初始浓度为20mg / L, 初始pH 为3.88 时, 光照2h 后色度去除率达90%以上, 4h 后TOC 去除率接近70% 。
孔令仁等[6]将TiO2 粉末附着在海砂和玻璃表面对可溶性染料4BS、KNB、MB 的T iO2光解结果表明, 几种染料均显著光解, 而附着态TiO2重复使用15 次( 每次8h)后其催化能力仅降低17. 9% 。