难降解有机废水的光电催化氧化技术.pptx

难降解有机废水的光电催化氧化技术

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Contents

光电催化氧化技术概述

光电催化氧化的基本原理

光电极的制备及光电催化氧化反应器

光电催化氧化的影响因素

LOGO;

光电催化氧化技术在难降解有机废水处理中的应用

结束语;

光电催化氧化光电化学效应(1839年EBecquerel)

1955年，WHBrattain和CGBGarrat根据锗电极试验得出的结果指出，Becquerel效应是由于生成半导体-电解液结的关系，从而产生了利用照射置于电解槽中半导体电极生

产化学品或电极的概念；

1972年，AFujishima和KHonda利用n型半导体TiO将水在比H?OO对的标准氧化电位负的多的情况下生产O获得成功之后，引起人们广泛关注。;

光电催化氧化光催化和电催化反应的特例，同时具有光、电催化反应的特点。是在光照条件下在具有不同类型

(电子和离子)电导的两个导电体的界面上进行的一种催化过程。

具有光催化的特点：产生新的可移动的载流子(具有更高的氧化或还原能力);

晃奄鹿凖继蝗特虎能伴随義曳流學施动间的转化

根据光激发起始步骤的不同，分为两类：

电极(催化剂)的光激发引起：半导体电极和金属电极

半导体电极：近表面区形成一个空间电荷层，有可能参与电

极电解液界面的电化学反应；LOGO;

电解液(反应物)的光激发引起：近电极层中的物质，尤

其是在表面上吸附的物质才能参与所讨论的光电化学电极过程。

通常所说的光电催化技术是指一种光催化与电化学联用的新型高级氧化技术。主要是通过固定化技术将半导体光催化负

载在导体基体上制成工作电极，同时在工作电极上施加偏电压，从而在电极内部形成一个电势梯度，促进因电极光激发产生的光电子和空穴向相反方向移动，抑制了它们的负荷，以加速分离。

优点：(1)将电子还原过程和空穴氧化过程从空间位置分开，增加了HD的生成效率，阻止了氧化产物在阴极上的再还原；

P(2不需要向系统内鼓入氧气(空气)作为氧化剂，降G低了

一;

光电催化氧化的基本原理

阳极反应(主???极)M(s)-ne?→Mn+;

光氧化：利用光的能量使有机物污染物直接氧化分解；

光催化氧化：光照射到氧化剂表面产生的光生空穴，将QH和H?C氧化成HD,使有机物污染物迅速的氧化分解；

电子和空穴：简单复合和化学反应复合之间存在竞争。

光电催化氧化：外加偏电压

1.0

08

图2安太成吸附、光催化、

电氧化、光电催化方法处理喹啉

废水的比较化

0.2

光临化

0.0光电缩化

20406080100120

反应时间/min

图1-39不同方法对唑啉去除的比较

Page8注：c;为取样浓度,co为起始浓度;

光电极的制备及光电催化氧化反应器

光电极的制备

光电极是光催化反应的关键器件。

研究方向：光催化剂改性、电极材料是筛选、探索如何将其组装成高效实用的光电极

1、悬浮态的光电极

Bard等单个TiO粒子和光电池可能具有相似的行为；中科院安太成等圆柱形浸没式悬浮态光催化反应器

2固定化膜光电极

Byrne等钛合金+TiO膜；

Hyun和Lee多功能电极和特殊的光电过滤反应器；

刘鸿泡沫镍载TiO光电极

3、透明固定光电极

Vinodgpal等TiO粉末固定在涂有SnO的导电玻璃上；

姚清照等TiO?-铅锡氧化物石英玻璃；LOGO;

光电催化氧化反应器

光电催化反应研究实验室阶段

通常可供选择的反应器有填充床和流化床两种。;

随阳极偏电压的增大，催化效率提高；

存在一个最佳偏电压值，当外加偏电压为1.0V时，苯酚降解率最高。

随电压的增大，发生副反应：

HO·+TiOe—→活性物质

HO·+HO·—→H?

HO·+R—→降解产物

h++R—→R·