光催化剂氧化

合集下载

光催化氧化技术在水处理中的应用及研究进展

光催化氧化技术在水处理中的应用及研究进展

光催化氧化技术在水处理中的应用及研究进展摘要:介绍了光催化氧化的机理,就TiO2固定化制备、改性、光催化氧化在降解废水中有机污染物、无机污染物以及饮用水处理中的研究进展进行了阐述,提出了今后的发展方向。

关键词:纳米二氧化钛,光催化氧化,水处理,研究进展光催化氧化技术是一种新兴的水处理技术。

1972年,Fu- jishima和Honda[1]报道了在光电池中光辐射TiO2可持续发生水的氧化还原反应,标志着光催化氧化水处理时代的开始。

1976年, Carey等[2]在光催化降解水中污染物方面进行了开拓性的工作。

此后,光催化氧化技术得到迅速发展。

光催化技术具有反应条件温和、能耗低、操作简便、能矿化绝大多数有机物、可减少二次污染及可以用太阳光作为反应光源等突出优点,在难降解有机物、水体微污染等处理中具有其他传统水处理工艺所无法比拟的优势,是一种极具发展前途的水处理技术,对太阳能的利用和环境保护有着重大意义。

1TiO2光催化剂的特性及光催化氧化机理TiO2有锐钛矿型、金红石型和板钛矿型三种晶型。

同样条件下,锐钛矿型的催化活性较好。

在众多光催化剂中,TiO2是目前公认的最有效的半导体催化剂,其特点有:化学性质稳定,能有效吸收太阳光谱中弱紫外辐射部分,氧化还原性极强,耐酸碱和光化学腐蚀,价廉无毒。

目前对光催化的机理研究尚不成熟,一般认为光催化氧化法是以N型半导体的能带理论为基础。

TiO2属于N型半导体,其能带是不连续的,在充满电子的低能价带(VB) 和空的高能导带(CB)之间存在一个禁带,带隙能为3.2 eV,光催化所需入射光最大波长为387.5 nm。

当λ≤387.5 nm 的光波辐射照射TiO2时,处于价带的电子被激发跃迁到导带,生成高活性电子(e-),同时在价带上产生相应的空穴(h+),从而形成具有高度活性的电子/空穴对,并在电场作用下分离,向粒子表面迁移,既可直接将吸附的有机物分子氧化,也可与吸附在TiO2表面的羟基或水分子反应生成氧化性很强的活性物质氢氧自由基·OH。

经典-光催化氧化

经典-光催化氧化
• 目前国外新型无机抗菌剂的开发与抗菌加工技术 进展较快,已经形成系列化产品,其中TiO2高催 化活性纳米抗菌剂是市场前景最好的品种
谢谢观看!
• TiO2光催化技术也被用于无机污染物的处 理。
• TiO2光催化可能降解的无机污染物还有氰 化物,SO2、H2S、NO和NO2等有害气体 也能被吸附在TiO2表面,在光的作用下转 化成无毒无害物质。
TiO2光催化法应用事例:空气净化
• 降解有机物的最终产物是CO2和H2O,没有其它 毒副产物出现,不会造成二次污染;
• 此外,纳米TiO2在降解毛纺染料废水、有 机溴(或磷)杀虫剂等到方面也有一定效 果。
反应过程:废水中的Cr6+具有较强的致癌 作用,在酸性条件下,TiO2对Cr6+具有明 显的光催化还原作用。在pH 值为2.5的体系 中,光照1h 后,Cr6+被还原为Cr3+ 。还 原效率高达85% 。
Байду номын сангаас
TiO2光催化技术在水处理中存在的问题
研究表明:将TiO2涂覆在陶瓷、玻璃表 面,经室内荧光灯照射1小时后可将其表 面99%的大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色
葡萄球菌等杀死。
TiO2光催化法的前景
• 利用纳米光催化TiO2治理空气污染已经得到广泛 应用,国内外都出现了很多产品,市场前景非常 广阔。
• 传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污 染等问题,污水治理一直得不到好的解决。纳米 技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。
光催化法
光催化氧化:
光催化氧化是一种高级氧化(AOPs)技 术,主要是利用现代科技手段、结合环境工 程学、生物学、力学、光学等多门科学的尖 端技术集成而生产,是针对高浓度、难降解 有机废水的处理而开发的新型水处理技术。

光催化氧化原理

光催化氧化原理

光催化氧化原理光催化氧化技术是一种利用光能催化氧化反应的新型技术,它在环境治理、能源开发和化学加工等领域具有广阔的应用前景。

光催化氧化原理主要是利用光催化剂吸收光能,产生电子-空穴对,从而参与氧化还原反应。

本文将从光催化原理、光催化剂和光催化氧化应用等方面进行介绍。

光催化原理。

光催化原理是指在光照条件下,光催化剂吸收光能,形成激发态电子-空穴对,这些激发态电子-空穴对可以参与氧化还原反应。

光催化氧化反应的关键步骤是光催化剂的激发和电子转移过程。

光照条件下,光催化剂吸收光能,电子从价带跃迁到导带,形成激发态电子-空穴对。

这些激发态电子-空穴对可以与氧分子或有机物分子发生氧化还原反应,从而实现光催化氧化。

光催化剂。

光催化剂是光催化氧化反应的关键,它可以吸收光能并促进氧化还原反应的进行。

光催化剂的选择对光催化氧化反应具有重要影响。

常见的光催化剂包括二氧化钛、氧化铋、氧化锌等。

这些光催化剂具有良好的光催化活性和稳定性,可以广泛应用于水处理、大气净化、有机废气处理等领域。

光催化氧化应用。

光催化氧化技术在环境治理、能源开发和化学加工等领域具有广泛应用。

在环境治理方面,光催化氧化技术可以用于水处理、大气净化和有机废气处理。

在能源开发方面,光催化氧化技术可以用于光催化水解制氢、光催化CO2还原制燃料等。

在化学加工方面,光催化氧化技术可以用于有机合成、光催化降解有机物等。

总结。

光催化氧化技术是一种利用光能催化氧化反应的新型技术,它在环境治理、能源开发和化学加工等领域具有广泛的应用前景。

光催化氧化原理主要是利用光催化剂吸收光能,产生电子-空穴对,从而参与氧化还原反应。

光催化剂的选择对光催化氧化反应具有重要影响,常见的光催化剂包括二氧化钛、氧化铋、氧化锌等。

光催化氧化技术在环境治理、能源开发和化学加工等领域具有广泛应用,可以为人类社会的可持续发展做出重要贡献。

通过本文的介绍,相信读者对光催化氧化原理有了更深入的了解,希望本文能对相关领域的研究和应用提供一定的参考价值。

氧化型光催化剂、还原型光催化剂

氧化型光催化剂、还原型光催化剂

氧化型光催化剂、还原型光催化剂氧化型光催化剂和还原型光催化剂是当今研究领域中备受关注的两大类光催化材料。

它们在光催化反应中发挥着重要的作用,具有广泛的应用前景。

本文将分别从氧化型光催化剂和还原型光催化剂的定义、特点、应用以及未来发展方向等方面进行探讨。

氧化型光催化剂是指在光照条件下能够促进氧化反应进行的材料。

其特点包括具有良好的光吸收性能、高的光催化活性以及稳定性等。

常见的氧化型光催化剂包括二氧化钛(TiO2)、氧化铁(Fe2O3)等。

这些催化剂在水处理、空气净化、光合成等方面具有重要的应用,能够有效地降解有机污染物、杀灭细菌等。

而还原型光催化剂则是指在光照条件下能够促进还原反应进行的材料。

这类催化剂具有优异的光催化性能,能够有效地催化二氧化碳还原、水分解等反应。

常见的还原型光催化剂包括金纳米颗粒、银纳米颗粒等。

这些催化剂在人工光合作用、二氧化碳减排、能源转化等方面具有重要的应用潜力。

除了上述的定义和特点外,氧化型光催化剂和还原型光催化剂在应用领域上也有所不同。

氧化型光催化剂主要应用于有机废水处理、有机污染物降解等环境领域,而还原型光催化剂则主要应用于二氧化碳还原、水分解等能源领域。

这两类光催化剂在不同领域的应用为实现环境治理、能源转化等目标提供了重要的技术支持。

未来,氧化型光催化剂和还原型光催化剂的发展方向主要包括提高光催化活性、增强光吸收性能、提高稳定性等方面。

通过设计新型的催化剂结构、调控材料表面性质等手段,可以进一步提高光催化剂的性能,拓展其应用范围。

此外,还可探索多功能复合型光催化剂,实现多种催化反应的协同进行,提高催化效率。

氧化型光催化剂和还原型光催化剂作为当今研究领域中备受关注的两大类光催化材料,具有重要的应用潜力。

通过不断地优化材料结构、提高催化性能,这两类光催化剂将在环境治理、能源转化等领域发挥更加重要的作用,为实现可持续发展目标做出贡献。

希望未来的研究能够进一步推动光催化技术的发展,为构建清洁、美丽的生态环境提供更多有力的支撑。

VOC废气治理工程中光催化氧化技术的工艺优化与实践

VOC废气治理工程中光催化氧化技术的工艺优化与实践

多级处理
采用多级光催化氧化反应 ,逐级降解废气中的有害 物质,提高处理效率。
自动化控制
引入自动化控制系统,实 现工艺流程的智能控制和 远程监控。
05
光催化氧化技术实践中的 问题与对策
光催化氧化技术实践中的问题
光催化效率低下
在某些情况下,光催化氧化技 术处理VOC废气的效率不高,
无法达到预期效果。
THANK YOU
感谢观看
气体流量
合理控制气体流量,确保光催化剂与废气充分接触, 提高处理效率。
新型光催化剂的研发
金属掺杂
通过金属元素掺杂改性光催化剂,提高其活性 与稳定性。
非金属掺杂
利用非金属元素对光催化剂进行掺杂,改善光 吸收性能和电荷分离效果。
复合光催化剂
将不同性质的光催化剂进行复合,形成协同效应,提高整体催化性能。
催化剂失活与中毒
催化剂在反应过程中可能因各 种原因(如杂质、反应物浓度 等)失活或中毒,影响处理效 果。
能耗较高
光催化氧化技术需要一定量的 光源,因此能耗相对较高,增 加了处理成本。
设备投资大
光催化氧化技术所需的设备较 为复杂,投资成本较高。
问题产生的原因分析
光源选择不当
光源的波长、强度等因素可能影响光催化的 效率。
2
该技术通过将有机污染物在光催化剂的作用下氧 化成水和二氧化碳,实现对废气的净化。
3
光催化氧化技术具有处理效率高、适用范围广、 操作简便等优点,因此在voc废气治理工程中具 有重要的应用价值。
光催化氧化技术在voc废气治理中的实践案例
某化工厂voc废气治理项目
该项目采用光催化氧化技术对厂区内的voc废气进行治理,通过合理的设计和 优化工艺参数,实现了废气的有效净化,降低了对环境的影响。

氧化型光催化剂、还原型光催化剂

氧化型光催化剂、还原型光催化剂

氧化型光催化剂、还原型光催化剂光催化技术是目前备受关注的环保技术之一,它可以利用光能量驱动某些物质发生化学反应,实现某些有益的转化,例如水的分解、有机污染物的降解等等。

而光催化反应中最重要的组成部分就是光催化剂。

根据其电子结构的不同,光催化剂可以分为氧化型光催化剂和还原型光催化剂。

一、氧化型光催化剂氧化型光催化剂是一类在光照条件下能够将电子从价带跃迁到导带的材料,并在导带上形成空穴。

这些空穴能够与溶液中的氧或水分子发生氧化反应。

这种类型的光催化剂主要包括以下三种:1. TiO2(二氧化钛)二氧化钛是一种广泛应用的光催化剂,它在光照下能够将水分子分解为氢和氧,并可以将有机化合物降解为CO2和水。

同时,二氧化钛具有化学稳定性高、价格低廉等优点,因此得到了广泛的实际应用。

2. ZnO(氧化锌)氧化锌同样也是一种非常具有潜力的光催化剂。

它可以将水分子分解为氢和氧,并可以分解有机化合物。

相较于二氧化钛,氧化锌的光吸收比较宽,可以吸收可见光和紫外线,因此有着更广泛的应用前景。

3. Fe2O3(氧化铁)氧化铁在光照条件下可以将水和空气中的氧分子分解为OH-和O2。

同时,氧化铁还具有良好的光稳定性和可重复使用性,因此在环境保护和能源开发中也有一定的应用价值。

二、还原型光催化剂还原型光催化剂是一类在光照下能够将电子从导带跃迁到价带的材料,并在价带上形成电子。

这些电子能够与溶液中的有机分子或其他物质发生还原反应。

这种类型的光催化剂主要包括以下两种:1. CdS(硫化镉)硫化镉可以通过光催化分解水来产生氢,同时也能够对有机污染物进行降解。

相较于其他光催化剂,硫化镉的缺点是其毒性较大,因此需要采取适当的安全措施。

2. Cu2O(氧化亚铜)氧化亚铜能够通过光催化反应将有机分子还原为CO和CH4,同时也可以将水分子分解为氧气和氢气。

这种光催化剂具有较高的光催化活性和稳定性,因此在环境保护和能源开发方面也有广泛的应用前景。

总之,氧化型和还原型光催化剂各具有自己的特点和优缺点,不同的光催化剂可以适用于不同的光催化反应。

化工废水处理-光催化氧化技术

化工废水处理-光催化氧化技术

02
太阳光:节能,但太阳能的利用率低
二、流态不同
悬浮型 固定型(非填充式和填充式) 流化床
悬浮型
悬浮型:TiO2粉末直接与废水混合 组成悬浮体系。
优点:结构简单,能充分利用催化 剂活性;
缺点:
存在固液分离问题,无法连续使用
易流失 1. 悬浮粒子阻挡光辐射深度, TiO2 =0.5mg/m3左右,反应速度 达到极限。
复合半导体催化剂。 (4)表面光敏化:光活性物质可吸收可见光,受激发将电子传递给半导体导带 (5)表面螯合及衍生化作用:含硫化合物、OH-、EDTA等螯合剂能影响半导体的能带位置,
使导带移向更负的位置。
催化剂的负载
三、多相光催化氧化——光催化剂TiO2
➢ 将TiO2负载到光滑平整的载体上形成均一连续的薄膜。 ➢ 将TiO2固定到载体上
三、多相光催化氧化——光催化剂TiO2 TiO2的改性
表面修饰:由于TiO2的吸收阈值为387nm,对太阳光的利用率低,为了提高光催化活性和 扩大激发光波长范围而进行催化剂改性。
(1)惰性金属沉积:Pt、Au、Ag、Cu (2)过渡金属掺杂:Fe3+ (3)复合半导体:用两种或以上的半导体通过浸渍、混合溶胶、均匀沉淀等方法能够制成
二、均相光催化氧化——光助Fenton
Fenton试剂发展(Fe2+/H2O2) 1894年,Fenton用于有机合成氧化苹果酸 1964年,Eisenhouser将其用于处理苯酚及烷基苯 1993年,Ruppert将紫外光照射引入Fenton处理4-CP,形成
光助Fenton技术。 其后,在处理有机废水上得到应用。
1
0 过氧化氢浓度的影响
3
0
pH值的影响——初始

光催化氧化技术进展

光催化氧化技术进展
• 早期光催化氧化法是以TiO2粉末作为催化剂,存在 催化剂易流失、难回收、费用高等缺点,使该技术 的实际应用受到一定限制.目前,TiO2的固定化成 为光催化研究的重点,学者开始研究以TiO2薄膜或 复术与膜分离技术耦合的光催化膜 反应器可有效截留悬浮态催化剂,为催化剂的分离 回收提高了新的思路.对TiO2进行过渡金属掺杂、 贵金属沉积或光敏化等改性处理可提高TiO2的光 催化活性或扩大可响应的光谱范围、提高对可见 光的吸收.
3.TiO2光催氧化基本原理
半导体光催化作用机理以能带理论为基础.TiO2光催 氧化基本原理可以通过以下几个过程进行解释.
〔1〕带间跃迁:当能量大于或等于TiO2禁带宽度即 波长小于378.5nm的光照射TiO2时,其价带上的电 子受光激发跃迁到导带,称为间带跃迁.
〔2〕电子-空穴对<e--h+>的产生:被激发的电子从 价带进入导带后,在导带上产生带负电的高活性光 生电子<e->,在价带上留下带正电荷的空穴<h+>, 即生成电子-空穴对.电子和空穴在电场力和扩散 的作用下迁移到TiO2粒子表面,如果粒子表面已经 存在被吸附的有机物或无机物,则更容易发生氧化 还原反应.
• 作为新型的高级氧化技术,光催化氧化法已成为环 境治理的前沿领域和研究热点,利用光催化氧化有 望实现有机物的深度矿化.现阶段实现工业化的主 要困难是催化剂的光催化效率低,氧化剂难于分离, 不能充分利用太阳能,合适载体的选择以及光催化 反应器不适合工业生产等一系列问题.不过随着这 些问题的逐步解决,光催化氧化技术在水处理领域 将会有良好的市场前景和社会经济效益.
• TiO2+hv→TiO2+e-+h+
• h++e-→复合+能量<hv'<hv或热能>
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

研究与综述油气田环境保护第16卷·第1期 ·41·二氧化钛光催化氧化研究进展党娟华(胜利油田采油工艺研究院)摘 要 简要介绍了二氧化钛光催化氧化的基本原理,对影响二氧化钛光催化氧化的因素及解决途径进行了分析,综合论述了光催化在环境保护中的应用效果。

研究结果表明,光催化是一项具有广阔应用前景的新型水处理技术,它不仅具有低能耗、易操作、无二次污染等特点,而且对一些特殊污染物的去除具有更佳的效果,有较好的推广价值。

关键词 二氧化钛 光催化氧化技术 环境保护 研究进展0 引 言20世纪70年代初,全球性的能源危机促进了将太阳能转变成一种可实际使用的能源的应用。

1972年Fujishima等[1]报道了在光电池中受辐射的二氧化钛可发生持续的水的氧化还原反应而产生氢气。

此后,光催化氧化技术得到迅速发展,近几十年被应用于水处理领域。

1996年S.N.Frank等[2]在催化光解水中污染物方面进行了开拓性的工作,研究了TiO2多晶极/氙灯作用下对二苯酚、I-、Br-、Cl-、Fe2+、Ce3+和CN-的光解过程,用TiO2粉末来催化光解水中污染物也取得了满意的结果。

光催化氧化以N型半导体为催化剂,包括TiO2、ZnO、CdS、WO3、SnO2和Fe2O3等。

其中TiO2活性高、对人体无害,具有稳定的化学性质以及独特的颜色效应、紫外屏蔽作用,Bahnemann等[3]对各种催化剂光催化氧化五氯苯酚的研究发现TiO2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580min光照下保持其活性,因而将其投入实际应用有着广泛的发展前景。

1 TiO2光催化氧化原理由于TiO2是一种半导体,基于半导体的能带理论,找到了对TiO2光催化氧化机理的解释。

稳态时TiO2的电子充满于价带之中,导带是一系列空能级轨道的集合体,之间为禁带。

有研究证明,当pH=1时锐态矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV,半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度E g的关系[4]为λg=1240/E g。

当λ<387nm的光(紫外光)照射在TiO2表面时,价带上的电子即获得光子的能量而跃迁至导带,形成光生电子(e-),而价带中则相应地形成光生空穴(h+)[5]。

如把分散在溶液中的每一颗TiO2粒子近似看成是小型短路的光电化学电池,则光电效应产生的光生电子及空穴在电场的作用下分别迁移到TiO2粒子表面的不同位置[6]。

在TiO2表面光生电子e-易被水中溶解氧等氧化性物质所捕获,而空穴则可氧化吸附于TiO2表面的有机物或先氧化H2O分子形成·OH自由基,而后·OH自由基去氧化水中绝大部分的有机物。

亦即发生直接氧化或间接氧化反应,视具体情况有所不同[7]。

其反应机理如下[8,9]:TiO2+hv → h++e-h++e- → 热量H2O → H++OH-h++OH- → HO•h++H2O+O2- → HO•+H++O2-h++H2O → •HO+H+e-+O2 → O2-O2-+H+ → HO2•2HO2•→ O2+H2O2H2O2+O2- → •HO+OH-+O2H202+hv → 2•OHM n+(金属离子)+ne- → M0由机理反应式可见,TiO2光催化氧化降解有机物实质上是一种自由基反应。

同时,TiO2作为催化剂具有以下两个特点:一是无毒,不溶解性,稳定性好;二是具有锐钛矿型和金红石型两种晶型,只有锐钛矿有催化活性。

·42·2006年3月油气田环境保护 研究与综述2 TiO2光催化氧化的影响因素[10]2.1 影响TiO2的光催化性能因素◆ 光催化剂粒径 当TiO2的晶粒大小处于纳米(1~30nm)范围时,发生载流子容易迁移到表面并被捕获,从而抑制光穴和电子的复合,使得TiO2具有较高的光催化活性;◆ 光催化剂表面状态 表面应有一定量的羟基基团,借助羟基基团实现光生空穴的捕获,抑制电子-空穴的复合。

TiO2表面适当强度和数量的酸碱中心的匹配也会促进光催化过程;◆ 光催化晶型 一般认为锐钛矿TiO2的光催化活性高于金红石型TiO2。

2.2 影响TiO2光催化氧化因素◆ 溶液中物质的影响 在处理有机污水时,溶液中无机盐的影响是不可忽略的,有些盐对光降解起促进作用,而有些盐对光催化起很大的阻碍作用。

◆ 外加氧化剂的影响 要提高光催化效率,必须有效地使电子和空穴分离,通常的方法是通入O2,也可通过加入H2O2,它们均是电子的良好接受体。

◆TiO2载体的影响 对TiO2处理水中有机物的早期研究主要是用于TiO2悬浮液,用悬浮液方法的初期处理速度比固定化法方法快,但是用此方法处理后粉状TiO2的分离回收较困难。

目前较实用、简单的方法是固定化法。

在不同的固定床上,光降解的速度也会有很大不同。

3 TiO2光催化氧化反应的应用3.1 降解水中污染物TiO2光催化反应对于工业废水具有很强的处理能力。

TiO2作为催化剂之一,有价格低廉、无毒、稳定等特性。

利用各种形式的TiO2,如附着态TiO2、多孔TiO2薄膜、TiO2/Fe3+、TiO2/Fenton等为催化剂以人工光源或太阳光光源的光催化反应体系,在染料废水、表面活性剂、农药废水、含油废水、氰化物、制药废水、有机磷化合物、多环芳烃等废水处理中,都能有效的进行光催化反应使其转化为无机小分子,达到完全无机化的目的。

TiO2光催化降解有机染料废水是目前几种难治理的行业废水之一[11]。

目前染料行业废水治理率仅22.5%,合格率约40%。

染料中偶氮染料约占目前市售合成染料的50%。

江立文[12]等用耐火砖颗粒负载TiO2作为光催化剂,对偶氮染料4BS光催化降解的特性进行了研究。

当反应时间为70min时,脱色率达到44.5%,COD Cr的去除率仅为20.7%。

表明偶氮染料4BS光催化降解过程中,染料4BS中的发色基团N=N双键首先被破坏,然后再破坏分子中的苯环、萘环等键能较高的部位,染料分子由大分子结构变为小分子结构,并逐步无机化。

陈小泉等[13]用TiO2/蒙脱土复合光催化剂对亚甲基蓝进行了催化降解。

TiO2与蒙脱土的复合一方面可以实现TiO2的固载,另一方面利用蒙脱土良好的吸附性也能增加催化剂与有机污染物的接触。

该催化剂在碱性环境中其表面吸附OH-而带负电,有利于正电荷的亚甲基蓝的吸附和降解;中性时由于TiO2/蒙脱土复合体零电荷点的pH=5.8,因此在pH=7时复合物对亚甲基蓝仍有较好的吸附作用;但在酸性体系中,催化剂粒子表面的负电荷被H+中和,转为成正电性,不利于亚甲基蓝的吸附和降解。

张颖等[14]用锐钛矿型TiO2光催化氧化法处理了三种活性染料水溶液。

催化剂投加量为2~4g/L,加入H2O2可加快染料分子的脱色速率,反应75min时,活性艳黄X-6G、活性艳蓝X-BR及活性艳红X-3B的COD Cr的去除率均达60%以上。

程沧沧等[15]用水泥负载TiO2对中性黑染料BGL进行了光催化研究。

浓度为25mg/L 的中性黑染料溶液,经30min光照,其降解率达到86.3%。

研究表明,只要适当提高光催化活性及光的利用率,则工业上利用光催化法处理有机染料废水将成为可能。

TiO2光催化氧化作为一种新兴水处理技术已越来越多地受到环境治理工作者的关注,利用光催化氧化技术有望实现水中有机污染物的深度矿化。

光催化剂是光催化过程的关键部分,光催化剂的活性和固定化技术是其能否实用的一个决定性因素。

有效实现TiO2在太阳光照条件下的催化氧化是当前研究应重点解决的问题。

3.2 处理气相污染物利用TiO2作为光催化剂净化空气的技术在国外日趋成熟,在国内的研究也有报道[16]。

目前治理大气污染已逐渐被人们所认识,氮氧化物(NO X)及硫氧化物(SO x)对大气的污染,已成为世界各国亟待解决的环保问题。

将TiO2制成薄膜或在树脂、玻璃、金属、纤维等不同材料中镀上TiO2光催化层,可以消除空气研究与综述油气田环境保护第16卷·第1期 ·43·中的异味或有毒成分[17]。

在Ag-沸石和Cu-沸石基质上沉积TiO2可去除废气中的NO x[18]。

邱星林[19]等采用有机硅树脂聚硅氧烷作为纳米TiO2的粘合剂,制备出大气环保涂料,用于大气中NO x的脱除。

在太阳光下,对空气中NO x净化效果良好,降解率达97%。

反应产物为硝酸,随反应气流放出的硝酸不到1%,大部分吸附在催化剂表面,导致催化剂失活,用水冲洗可使催化剂活性恢复如初。

该涂料在消除室内外大气、工厂中NO x有着潜在的应用前景。

纳米TiO2光催化产生的空穴和其表面的活性氧与细菌进行生化反应,使细胞失活而死亡。

有实验证明, TiO2对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有强杀伤力,可将其用于医院手术台和浴缸瓷砖等。

李田等[20]利用纳米TiO2膜通过光催化对自来水进行深度净化,降低了水中总有机物和细菌量,可以达到饮用水的要求。

4 展 望光催化是一项具有广阔应用前景的新型水处理技术。

它具有低能耗、易操作、无二次污染等突出优点,尤其对一些特殊污染物的去除效果比其他处理方法更佳,然而,目前这项技术在国内外尚处于研究阶段。

急需开展的研究问题大致有以下几点:◆ 解决TiO2对UV光(太阳光中占6.5%)的依赖性,对催化剂进行改性,使之光响应波长红移至可见光区(占太阳光辐射的46%),从而可直接利用太阳光辐射,使该技术进入实用阶段。

◆ 进一步提高光催化剂的利用效率,可采用电化学辅助的方法;这种方法是将薄膜覆盖在光电化学电池的阳极上,在紫外光照射的同时在电极上加压。

由光照激发而产生的电子很快转移到电极上,减少了空穴-电子对的复合,可提高光催化效率。

◆ 对单一组分的降解研究与实际的多组分复杂情况相距较远,因此应进行多组分物质的降解研究。

◆ 多项单元技术的优化组合是当今水处理领域的发展方向。

在加深对光催化技术认识的基础上,将其与其他技术相结合,将会开拓该技术更广阔的应用前景。

参 考 文 献[1] Fujishima A, Hondo K. Electro chemical Photolysis ofWaterata Semiconductor Electrode[J]. Nature,1972, 37(1):238~245 [2] S.N.Frank Water Research.1996,30(2):323~330[3] Bahnemann P,Dequiedt A S,Mostefa-Sba H etal.1998,322:63~67[4] GRATZELM.Heterogeneous photo chemicalelectrontransfer[M].BatonRouge:CRCPress,1998 [5] 郑红,汤鸿霄,王怡中.有机污染物半导体多相光催化氧化机理及动力学研究进展[J].环境科学进展,1996,4(3):2~16[6]董庆华.半导体光催化[J].感光科学与光化学,1993,11(2):76~81[7]CARRAWAYER,HOFFMANAH,HOFFMANMR,etal.Photocatalytic oxdation of organic acid sonquantum sized semiconductor colloids[J].Environ Sci Technol,1994,28(5):786~793[8] 时桂杰.光催化氧化处理水中污染物的研究现状及发展趋势[J].环境科学与技术,1998(3):1~4[9] GEORGEP,FOTOU,SOTIRISE,etal .Photo catalyticdestruction of pheno land salicylic acid withare osolmade and comer cialtitanio powders[J].ChemEngComm,1996,151:251~255[10]孙德智等.环境工程中的高级氧化技术.北京:化学工业出版社,2002[11]周学双.染料行业环境保护现状及今后任务[J].染料工业,1989,26(9):6~11[12]江立文,周岳溪,李耀中等.偶氮染料4BS光催化降解的特性研究[J].环境工程,2001,19(1):59~61[13]陈小泉,李芳柏,李新军等.二氧化钛/蒙脱土复合光催化剂制备及对亚甲基蓝的催化降解[J].土壤与环境,2001,10(1):30~32[14]张颖,王桂茹,李朝晖.光催化氧化法处理活性染料水溶液[J].精细化工,2000,17(2):79~81[15]程沧沧,胡德文,赵俐敏.水泥负载半导体薄膜光催化降解黑色有机染料水溶液的研究[J].湖北化工,1998(3):22~24[16]詹雪艳,宋丹丹,曾胜年等.TiO2光催化氧化去除有机污染物的研究进展[J].化学研究与应用,2002,14(4):387~390[17]Honda Y.[P].J P 2000,60,293[18]Koura S.[P].J P 2000,61,310[19]邱星林,徐安武.纳米级TiO2光催化净化大气环保涂料的研制[J].中国涂料,2000(4):30~32[20]李田,严煦世,黄伟星.固定膜光催化氧化反应器深度净化自来水研究[J].中国给水排水,1996,12(3):7~10(收稿日期 2005-09-27)(编辑 宋淑云)·62·Vol.16 No.1ENVIRONMENTAL PROTECTION OF OIL & GAS FIELDS ABSTRACTorganic matters in wastewater can be degraded by microbe and removed with this processing. The treated water can satisfy the sewage drainage criterion of the GB8978-1996 standard. The Jinchuan Wastewater Treatment Plant can produce marsh gas taking for fuel of low-pressure heater, which benefits to energy-saving and developmentof circulation economy.KEY WORDS dairy-produced wastewater; sewage disposal process; microbialogical degradation; energy conservation; economic benefitTreatment Technology for Percolated Fluid of Municiple Refuse(37)Wang Dan Zhao Chaocheng(College of Chemistry and Chemical Engineering,China University of Petroleum)ABSTRACT The sources and characteristics of percolated fluid of municipal refuse are analyzed. According to the recent practical project and experimental study, some treatment processing and technologies for percolated fluid of municipal refuse including recirculation method, land treatment, physic-chemical method, biological method and other methods are discussed and compared. Some suggestions and advices are put forward in this paper.KEY WORDS percolated fluid of municipal refuse; treatment technology; recirculation technology; land treatment; physic-chemical method; biological methodResearch Progress ofPhoto-Catalysis-Oxidation of TiO2(41)Dang Juanhua(Institute of Oil Production Technology, Shengli Oilfield) ABSTRACT The basic principle of TiO2 photo-catalytic-oxidation is introduced briefly. The influencing factors are analyzed. The latest application of the TiO2 photo-catalytic-oxidation technique in environment protection is discussed. The research shows that this technology has the advantages of low-energy consumption, easy operation and without secondary pollution. The removal efficiency for some special pollutant is excellent. KEY WORDS titanium dioxide; photo-catalytic-oxidation technology; environmental protection; research progressCorrosion Effect of Sulfate-reducing Bacteria on Different Materials(44)Tan Yuan Yi Shaojin(College of Chemical and Environmental Engineering, Yangtze University)ABSTRACT The different extents of three kinds of steel including A3, N80 and K0-95 corroded by sulfite-reducing bacteria (SRB) are analyzed with weight loss test. The bactericidal action and corrosion control of bactericidal agent 1227 for three kinds of steel are investigated. The result shows that the corrosion rate of different steel has the different effect in the same medium. The order of corrosion rates and corrosion control of bactericidal agent 1227 for three steels from big to small is K0-95, N80, A3. There are other factors for steel corrosion.KEY WORDS sulfate-reducing bacteria; steel; corrosion rate; bactericide 1227; corrosion control Inspection and Analysis of Oxidation Pond Technology for Oily Sewage Disposal(46)Sang Yuquan Ma Xiaolei(E nvironment Monitoring Station of Shengli Oilfield Company, Limited)ABSTRACT There set up five inspecting points on the oxidation pond used to treat oily sewage of Zhuangxi Oil Production Plant. The inspection data of the oxidation pond are analyzed. The working complexion of the oxidation pond shows that the temperature controls the generations of algoe colony, bacteria and other water biont. The removal of chemical oxygen demand is not affected by season, but volatile phenol is relative to season. The removal effect of oily matters in the oxidation pond is stable. The removal rate of sulfide is high. The oxidation pond works well. KEY WORDS oxidation pond technology; sewage disposal; chemical oxygen demand; oily matter; volatile phenol; sulfides; removal rate。

相关文档
最新文档