TiO2光催化降解有机污染物研究进展.pdfVIP

学兔兔 第38卷 第7期 化 工 技 术 与 开 发 V01．38 No．7 2009年7月 Techno1ogyDevel0pment of Chemical InduS廿y Ju1．2009 TiO2光催化降解有机污染物研究进展 张鹏会，王九思，韩 迪 (兰州交通大学化学与生物工程学院，甘肃兰州 73007O) 摘 要：近年来对光催化降解有机物进行的广泛研究，使得非均相光催化以各种各样的形式出现。目前，在光 催化领域里，Ti02起着非常重要的作用，与其它半导体相比，它具有成本低、惰性以及光稳定性的特点。本文综述 了有关在光照射下以Ti02对有机污染物催化降解情况的研究进展，阐述了Ti 在紫外光和可见光下的光化机 理，并对Ti02光催化降解有机物的研究前景进行了展望。 关键词：Ti ；可见光；有机污染物；光催化 中图分类号：X 783 文献标识码：A 文章编号：167l一9905(2o09)07—0051 04 难降解有机物在空气和废水中的持续增长，已 光催化作用的基本原理 严重威胁着人类的健康，引起了人们的高度重视。 为了降解这些污染物，研发新型、环境友好型的降解 非均相催化作用原理包括许多反应，例如：有机 方法势在必行。与传统方法不同的是，目前研究主 合成、水的分解、光致还原、氢的转移、o2竭～o2 以 要集中在利用高级氧化工艺(AoPs)来降解合成的 及氘一烷烃间的同位素转换、重金属的降解、气体污 有机物。高级氧化工艺主要是利用太阳光、化学或 染物的去除等[9l。在净化空气和水中污染物的时 其他形式的能量在某种情况下产生活性·0H自由 候，T 光催化降解是一种可以替代传统方法的有 基[卜2I。高级氧化工艺最吸引人的特点在于：·OH 前途的处理技术，因此，它受到了广泛的关注。 自由基几乎无选择地将水中有机物氧化。 光催化作用的最基本原理(光物理和光化学原 在非均相催化过程中，Ti02光催化降解水中、 理)已经建立，并且许多文献也报道过【1。~n]。催化 空气中的有机污染物已经被证明非常有效 J。非 剂在不同光照射下作用机理不同，下面就不同光照 均相光催化作用包括在半导体催化剂上的加速光化 射的机理进行讨论。 反应。非均相催化剂的一个主要应用是：通过光催 1．1 Tio2紫外光光催化机制 化氧化(PCo)使气相或液相有机污染物部分或全部 Ti 等半导体粒子的能带结构一般由填满电 矿化成小分子无机物质L4]。尽管光催化降解有机 子的价带(Ⅶ)和空的高能导带(cB)构成，价带和 物是从部分降解开始的，而“光催化降解”这个术语 导带之间存在禁带，当用能量等于或大于禁带宽度 通常涉及到完全的光催化氧化或者光矿化，最终把 的光照射到半导体时，价带上的电子(e一)被激发跃 有机物降解成无机小分子：Co2、H2o、No3一、Po4 迁到导带形成光生电子(e一)，在价带上产生空穴 以及卤素离子等【5 J。 (h )，并在电场作用下分别迁移到粒子表面。光生 20世纪80年代后期，随着对环境污染控制研 电子(e一)易被水中溶解氧等氧化性物质所捕获，而 究的日益重视，光催化氧化