光催化氧化法降解含氯有机物的研究进展.pdfVIP

第31卷第1期 左 工 Vo1．31 No,1 J 2008年 01月 an． 2008 光催化氧化法降解含氯有机物的研究进展 陈宜菲，陈少瑾 (韩山师范学院环境化学应用技术研究所，广东 潮州 521041) [摘 要]对光催化降解含氯有机物的机理，影响含氯有机物光催化降解速率的因素，提高光催化降解含氯有机物效率的途 径以及光催化降解含氯有机物的研究进展进行了综述。 [关键词]光催化；含氯有机物；降解 [中图分类号]0 643．32 [文献标识码]A [文章编号]1003—5095(2008)01—0025—04 光催化氧化法，是以n型半导体的能带理论为 等[3]用TiO 光催化降解三氯甲烷时发现，由于光生空 基础，以n型半导体作敏化剂的一种光敏氧化法。已 穴一电子对的复合，三氯甲烷降解速率与光强的平方 研究过的 n型半导体有TiO2、CdS、ZnO、Fe203、SnO2、 根成正比。如何选择合适的光强既能顾及反应速度又 w03、In203、ZnS、SrTiO3、SiO2等。光催化的基本原理是： 能充分利用能量是一个有待解决的问题。 当半导体氧化物(如Ti09粒子受到大于禁带宽度能 1．2 初始浓度和催化剂用量的影响 量的光子照射后，处于价带的电子被激发到导带上， 光催化降解速率方程可表示为Langmuir 生成高活性电子(e_)，在价带上产生带正电荷的空穴 Hinshelwood动力学方程。在低浓度下反应速率与有 (h+)，形成了电子～空穴对，电子具有还原性，空穴具 机物浓度成正比。随着浓度的升高，反应速率与浓度 有氧化性，空穴与氧化物半导体粒子表面的0H一反应 不再呈线性关系，而在某一高浓度范围反应速率与浓 生成氧化性很高的·0H自由基，活泼的·0H可以把许 度无关。席北斗等 采用负载型TiO 催化剂光催化降 多难降解的含氯有机物逐步氧化降解为CO 、H20和 解五氯苯酚钠的研究表明，光催化降解反应速率常数 c1一等无机物。·0H是在整个光催化反应中起着决定 与溶液初始浓度呈负相关 (约为负一级动力学反 性的作用。Zhang和Sawel1叫研究了以TiO 为光催化 应)；在确定污染物初始浓度的条件下，催化剂的用量 剂，在宽谱可见一紫外光照下一氯代苯的降解情况， 会影响污染物的降解效率。催化剂投加量与催化反应 结果发现降解机理是在·0H的作用下，脱氯过程发生 速度有一峰值对应关系，过多或过少的催化剂加量都 在苯环裂开之后。 对催化反应不利，催化剂的投加量存在一个最佳值。 然而，光催化降解含氯有机物的反应并不一定都 1．3 pH值和温度的影响 是通过羟基自由基反应进行的。Stafford等 发现 pH影响0H～和H+在光催化表面的吸附，导致了 4一氯苯酚的光催化反应就是和光致空穴直接反应完． 不同的反应物光催化降解速率不同。在Djebbar等同 成的。这是因为 4一氯苯酚的苯环结构可以捕获中间 降解2，4一二氯苯氧乙酸和4一氯-2-甲基苯氧乙酸 自由基和电子，没有水蒸气存在时，它可以和光致·0 的实验中发现，随着pH值的升高，两者的光解速率均 反应。 加快。李太友等[6]以H202-草酸铁络合物为光氧化剂， 1影响光催化降解含氯有机物的因素 对氯仿水溶液进行光降解反应。实验中发现光解过程 1．1光源及光强 只适于在酸性条件下进行