光催化降解有机污染物进展 - 副本.ppt

光催化及其对有机污染物的降解主要内容㈠研究背景工业上去除有机物的方法有吸附浩、生化法和混凝沉降法等。光催化降解法始于1972[1]年，是近三十年发展起来的污水处理新方法。自70年代末开始，利用光催化降解处理各类污染物废水的研究已有大量的报导，光催化降解法可以有效地降解多种有机污染物并将多种有机物全部矿化为CO2、H2O或毒性较小的有机物．能彻底破坏有机物，达到无害处理的要求。
㈡光催化氧化降解机理[2]光催化体系中的有机物在·OH作用下，发生快速氧化反应及自由基链反应，而使有机物迅速矿化而去除．㈢光催化降解的催化剂⑴金属氧化物或硫化物光催化剂
常见的金属氧化物或硫化物光催化剂有TiO2、ZnO、WO3、Fe2O、ZnS、CdS和PbS等。其中，CdS的禁带宽度较小，与太阳光谱中的近紫外光段有较好的匹配性，可以很好地利用自然光源，但容易发生光腐蚀，使用寿命有限。TiO2具有催化能力强、化学稳定性好、无毒、价格低等优点，是目前研究和应用最广泛的光催化剂[3]。
为提高金属氧化物或硫化物光催化剂的催化性能可对其进行修饰改性:③负载型光催化剂：负载型光催化剂避免了光催化悬浮体系中催化剂难分离回收的问题，从而实现连续稳定操作。负载方法可以是在基质上制成催化剂膜，或催化剂以微粒状吸附负载于载体上。④微波等离子体处理的光催化剂：用微波等离子体处理光催化剂的过程，是利用微波等离子体中的分子离解成化学性质十分活泼的原子或原子团，与光催化剂间进行化学物理作用的过程。如将微波辐射技术用于制备固体超强酸SO2／TiO2，催化剂。与常规加热法相比，微波加热制备的SO2／TiO2催化剂使乙烯的光催化氧化分解反应的量子效率大大提高。⑵分子筛光催化剂⑶有机物光催化剂②金属酞菁类化合物光催化剂：酞菁类化合物是一种重要的催化剂，它主要用于催化有机反应。金属酞菁类化合物作为光催化剂，在可见光下对于有机化合物如水杨酸、对羟基苯甲酸、罗丹明B、硫代罗丹明B和结晶紫等都能进行有效的光催化降解。
㈣光催化降解实例⑴纳米TiO2光催化降解有机污染物纳米TiO2光催化剂应用②小空间空气净化
利用TiO2可以降解大部分气相有机污染物。如甲苯蒸汽可使人头痛、恶心,对中枢神经系统有麻醉作用,。田地[9]等利用碳黑改性铝材负载TiO2降解甲苯蒸汽，降解率达85.15%,催化活性可保持20h基本不变。段晓东等利用掺铁改性纳米TiO2降解汽油蒸汽,蒸汽中的7种有机物降解率均在98%以上。TiO2用于居室空气处理尤其具优势,可将TiO2镀于内墙、家具和装饰物表面,也可将TiO2掺和于混凝土中使用,甚至直接应用到污染源上。张悠金[10]等将纳米TiO2加入到卷烟烟嘴中,实现了对烟焦油和尼古丁的截留(截留率28.14%~45.13%),这对于人体健康及居室环境空气质量具有十分重要的意义。
但迄今为止,对TiO2处理大气有机污染物的研究多以有限的半封闭/封闭空间为主,对大空间的研究较少,关键在于对TiO2高催化性及长效性的研发,以利于降低处理成本。

③材料表面抗菌抗蚀与自洁净
利用TiO2对细菌细胞有机物质的光催化降解作用,可达到破坏细菌的生理结构,杀菌消毒的目的。对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的试验表明[10],日光照射60min,杀菌率能达到75%以上。如果将TiO2镀于金属表面,那么由于费米能级差的存在,电子将移向金属,从而起到保护金属免遭氧化的作用。汪铭等将掺银TiO2薄膜涂覆于不锈钢基板上,在获得耐蚀性提高的同时,不锈钢表面抗菌率也始终大于90%。利用TiO2这些特性,将之镀于钢桥、铁索和工业设备表面可以抗蚀;镀于照明工程灯具外壳、高层建筑材料表面、饮食行业抽油烟设备以及各种需人工频繁清洗或人工难予清洗的设施上,可以实现完全自清洁或最大限度减少清洁周期和降低清洁强度;镀于日用品、纤维制品、文具和玩具表面可以消毒抗菌。因此,TiO2在抗菌抗蚀与自清洁方面的应用前景是广阔的。
⑵杂多酸光催化降解有机污染物①杂多酸对有机染料的光解作用②杂多酸对酚类物质的光解作用③杂多酸光催化降解有机卤化物④杂多酸光催化降解其他有机污染物㈤结论参考文献[7]刘延湘，涂平，刘军．负载型TiO，：Fe“处理有机污染水[J]．北化工，2002(1)：14—15．
[8]黄慧莉,黄妙良,蔡婀娜等.(应用化学,2002,19(1):48.
[9]张悠金,杨俊,李婉等.化学研究与应用,2001,13(6):709.
[10]王炜,程为.大连铁道学院学报(J.DalianRailwayInsti.),2004,25(3):87—90
[11]王玲(WangL).环境污染治理技术与设备(Technol.andEquip.forEnviron.Pollu.Contr.),2006,7(1):129—131
[12]刘云,蒋仲安,