光催化氧化技术处理难降解有机废水的研究进展共26页
Fenton氧化法处理难降解有机废水研究进展
光催化技术在污水处理中的应用
处理效果受水质影响
光催化技术的处理效果受到水质的影响，如水中 悬浮物、色度等都会影响光催化反应的进行。
未来光催化技术的发展方向
新型光催化剂的研发
研究开发高效、稳定的新型光催化剂是未来的 重要研究方向。
提高光源的利用效率
通过改进光催化反应装置或采用光电联合的方 法，提高太阳光的利用率。
优化反应条件与工艺流程
反应介质
通常需要提供反应介质， 如水溶液或有机溶剂，以 使污染物与催化剂充分接 触。
光催化反应的效率因素
催化剂的活性
催化剂的活性直接影响光催化反应的效 率，活性越高，反应速率越快。
污染物浓度
污染物浓度越高，光催化反应速率越 快，但过高的浓度可能会抑制反应速
率。
光源强度
光源强度决定了光催化反应中光能供 应的多少，光源强度越高，反应速率 越快。
光催化技术是一种利用光能驱动化学反应的环保技术，其原理是利用特定波长的 光照射光催化剂，激发光催化剂中的电子，产生自由基和活性氧，利用这些活性 物质氧化分解有机污染物，从而达到净化污水的效果。
光催化技术主要应用于处理难降解有机污染物和有毒有害物质，具有较高的降解 效率和较低的成本。
光催化技术的特点
光催化技术与化学处理法的比较
化学处理法
通过化学反应，如氧化、还原、 沉淀等，去除水中的杂质和有害
物质。
光催化技术
利用光能激发催化剂产生氧化还原 反应，分解有机物和有毒物质。
总结
光催化技术相较于化学处理法，具 有更高效、更环保的特点，同时能 够利用光能，但需要开发更高效的 催化剂以提高处理效率。
06
光催化技术应用于城市污水处理具有高效、环保、节能等 优点，对于改善城市水环境和居民生活环境具有重要意义 。
光催化技术在水处理中的应用研究进展
光催化技术在水处理中的应用研究进展近年来，随着环境污染问题日益严重，寻求高效、低成本、低能耗的水处理技术变得越来越重要。
光催化技术作为一种潜力巨大的新型水处理技术，因其高效、环境友好的特点，受到了广泛的关注。
本文将重点探讨光催化技术在水处理中的应用研究进展。
光催化技术是利用光催化剂在可见光或紫外光照射下，通过产生活性氧化物为水中的有机物降解提供催化作用的一种技术。
光催化技术的优势在于其高效、可持续且无二次污染。
近年来，针对光催化技术在水处理中的应用，研究者们做出了许多突破性的研究和探索。
首先，光催化技术在有机污染物降解方面的应用得到了广泛的关注。
有机污染物，如农药、染料、药物残留等，对环境和人体健康造成了严重威胁。
传统的水处理方法对于这些有机污染物的去除效果有限，而光催化技术能够通过光激发催化剂产生活性氧化物，从而高效降解这些污染物。
许多研究表明，光催化技术能够将有机污染物降解至不可检测的水平，这为水处理行业带来了福音。
其次，光催化技术在重金属去除领域也取得了显著的研究成果。
重金属污染对环境和人类健康造成了巨大的威胁。
传统的去除方法往往存在着成本高、工艺复杂等问题，而光催化技术却能够通过光激活催化剂将重金属离子还原为金属沉淀，从而实现其高效的去除。
研究表明，光催化技术能够将重金属离子的去除率提高到90%以上，并且具有较低的处理成本和能耗。
此外，光催化技术还在水中微生物的灭活方面发挥了重要的作用。
水中微生物如细菌、病毒等是导致水源污染和水传播疾病的重要因素。
传统的消毒方法，如氯离子消毒等，存在着消毒副产物的形成和对水质的二次污染的问题。
而光催化技术能够通过产生氧化剂，对水中的微生物进行高效灭活。
研究表明，光催化技术能够在短时间内对水中的微生物进行灭活，并且不会产生有害的副产物。
除此之外，光催化技术在水中有害物质检测和监测方面也有着广泛的应用。
通过利用光催化剂对水样中污染物的光吸收、光散射等特性进行检测，可以实现对水样中有害物质的快速、准确的检测和监测。
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。
光催化技术在环境污染物降解中的应用及机理研究
光催化技术在环境污染物降解中的应用及机理研究摘要环境污染已成为全球性的重大问题，光催化技术作为一种绿色环保的污染物降解技术，近年来得到了广泛的研究和应用。
本文综述了光催化技术的原理、应用及机理研究进展。
首先介绍了光催化技术的定义、发展历程以及其在降解污染物方面的优势。
其次，详细阐述了光催化降解污染物的机理，包括光生电子-空穴对的产生、氧化还原反应、活性物种的生成和参与反应等。
然后，针对不同类型的污染物，例如有机污染物、重金属离子、氮氧化物等，概述了光催化技术在环境污染治理方面的应用，并分析了其优缺点。
最后，展望了光催化技术未来的发展方向，包括新型光催化材料的研发、光催化反应体系的优化以及光催化技术与其他技术的协同应用等。
关键词：光催化技术；环境污染物降解；机理研究；应用；发展趋势1. 引言随着工业化进程的不断推进，环境污染问题日益突出，对人类健康和生态环境造成了严重威胁。
传统的污染物治理方法，例如焚烧、吸附、化学沉降等，存在能耗高、二次污染严重、处理效率低等缺点，难以满足日益严格的环境保护要求。
因此，开发高效、环保的污染物治理技术至关重要。
光催化技术是一种利用光能驱动催化剂发生氧化还原反应，从而降解污染物的技术，近年来得到了广泛的研究和应用。
光催化技术具有以下优点：*高效：光催化剂可以将光能转化为化学能，实现对污染物的深度降解，甚至可以将有机污染物彻底氧化成二氧化碳和水。
*环保：光催化过程不涉及高温高压，不产生二次污染，是一种绿色环保的污染治理技术。
*成本低：光催化剂可以循环使用，且光能来源丰富，因此具有较低的运行成本。
2. 光催化技术的原理光催化技术是利用半导体光催化剂在光照条件下发生的氧化还原反应，实现对污染物的降解。
其核心原理是光生电子-空穴对的产生和分离。
2.1 光生电子-空穴对的产生当光催化剂吸收能量大于其禁带宽度的光子时，价带上的电子被激发到导带，形成电子-空穴对。
价带上的空穴具有强氧化性，可以氧化还原反应中的还原剂，而导带上的电子具有强还原性，可以还原反应中的氧化剂。
高级氧化技术处理难降解有机废水的应用
高级氧化技术处理难降解有机废水的应用难降解有机废水指的是其化学结构比较复杂、难以被传统的废水处理方法完全降解的有机物质，例如含有多环芳烃、氯代有机物等。
传统的废水处理方法如生物处理、物理化学处理等不能完全处理这类废水，因此需要采用更加有效的处理方法。
高级氧化技术（Advanced Oxidation Technologies，AOTs）是近年来发展的一种新型废水处理技术，具有高效、全面降解废水中难降解有机物的优点。
本文将就高级氧化技术在处理难降解有机废水中的应用进行探讨。
高级氧化技术是一种利用强氧化剂（如臭氧、过氧化氢、紫外线、Fenton试剂等）将污染物分解为比较稳定的无害产物的技术。
高级氧化技术产生的强氧化剂能够破坏废水中有机物的化学结构，使其转化为小分子物质，如水和二氧化碳等，达到完全降解的目的。
高级氧化技术的优点是能够降解难降解有机物，处理效率高，不需要添加化学药剂，废水处理后的水质较好，符合环保要求。
高级氧化技术包括光催化氧化、电化学氧化、臭氧氧化、Fenton氧化等多种技术，不同的技术有其独特的优点和适用范围。
以下分别对这些技术进行介绍。
一、光催化氧化技术光催化氧化技术是在紫外线或可见光照射下，利用半导体光催化剂吸收光子能量，产生光生电子和空穴，并通过与有机污染物反应进行去除的一种废水处理技术。
光催化氧化具有高效、无二次污染等优点，适用于处理废水中生物难降解的、有毒有害物质等。
光催化氧化技术的主要机理是光生电子和空穴通过自由基反应去除污染物。
电化学氧化技术是利用电化学原理进行废水处理的一种技术，通过电解污染物中产生的自由基反应去除污染物。
电化学技术的处理能力较高，对有机物的降解效果比较理想。
该技术主要分为阳极氧化和阴极还原两类，阳极氧化主要是通过阳极处伏安特性电位的产生，氧化废水中的有机物，而阴极还原则是通过还原电位即还原型金属镍或钴等作为阴极反应，将废水中的有机物转化为无害物质。
三、臭氧氧化技术臭氧氧化技术利用臭氧的高氧化能力进行废水处理，臭氧分解为氧原子和自由基能够与污染物反应进行降解，也可外加紫外线辅助反应。
《2024年高级氧化法处理难降解有机废水的研究》范文
《高级氧化法处理难降解有机废水的研究》篇一摘要：本文系统研究了高级氧化法在处理难降解有机废水中的应用。
通过分析不同高级氧化技术的原理、特点及处理效果，探讨了其在工业废水处理中的潜在优势与挑战。
本文旨在为相关领域的研究者与实践者提供理论支持和实践指导。
一、引言随着工业的快速发展，难降解有机废水的处理成为了环境保护领域的重点与难点。
这些废水通常含有有毒有害物质，直接排放将严重污染水体环境。
传统的处理方法往往难以完全降解这些有机物，而高级氧化法则是一种新兴的处理技术，能够有效地解决这一问题。
二、高级氧化法概述高级氧化法是指利用物理、化学或生物方法产生具有强氧化能力的物质（如羟基自由基等），使有机物在短时间内迅速氧化分解为低分子量化合物或完全矿化为二氧化碳和水的方法。
其特点包括反应速度快、处理效率高、无二次污染等。
三、常见的高级氧化法及其原理1. 湿式氧化法：在高温高压条件下，利用氧气或空气作为氧化剂，将有机物直接氧化为二氧化碳和水。
2. 光催化氧化法：利用光催化剂（如二氧化钛）在光照条件下产生羟基自由基等强氧化剂，进而将有机物氧化分解。
3. 电化学氧化法：通过电解水产生强氧化性的活性氯等物质，将有机物进行电化学氧化。
4. 声波空化法：利用声波产生的空化效应，使水分子在瞬间产生高温高压环境，从而引发有机物的热解和氧化。
四、高级氧化法处理难降解有机废水的实验研究本部分详细描述了采用高级氧化法处理难降解有机废水的实验过程及结果分析。
通过对不同工艺参数（如温度、pH值、反应时间等）的调整，研究各工艺条件对处理效果的影响。
同时，采用现代分析手段（如紫外-可见光谱、高效液相色谱等）对处理前后的水质进行对比分析，验证了高级氧化法的有效性。
五、处理效果与评价实验结果表明，高级氧化法在处理难降解有机废水方面具有显著优势。
其处理效果受多种因素影响，如废水的初始浓度、pH 值、温度等。
通过优化工艺参数，可以显著提高处理效率，降低处理成本。
光催化技术在有机废水治理中的应用
光催化技术在有机废水治理中的应用随着工业化进程的加速，废水污染也日益严重。
有机废水的污染物含量较高，对生态环境和人体健康造成极大威胁。
为了解决这一问题，科技工作者提出了许多治理方式，其中光催化技术是目前非常有效的一种。
本文将探讨光催化技术在有机废水治理中的应用。
光催化技术原理光催化技术是一种利用紫外线、可见光等光源，通过半导体催化剂，光生电荷对有机污染物进行氧化分解的方法。
催化剂能够吸收光能，激发电子对有机废水污染物进行氧化降解，生成二氧化碳和水等无害物质，从而达到净化废水的效果。
光催化技术的应用1. 光催化氧化技术光催化氧化技术是将废水经过过滤、预处理、酸化处理后，再加入光催化剂，最后加入紫外光源进行处理。
这种方法适用于一般有机物和部分难分解有机物的处理。
如苯系、烷基、醛类等有机物从光氧催化反应中完全分解，并生成二氧化碳和水等无害物质，效率高且经济实惠。
2. 光催化还原技术光催化还原技术是将废水经过处理后，加入光催化剂和还原剂进行处理。
这种方法适用于能够在光照下被还原的有机物。
这种方法对去除硝基类有机物和还原色谱检测难度高的有机物十分有效。
3. 光降解技术光降解技术是将有机污染水通过光催化剂的催化下，进行氧化降解后，最终达到净化的效果。
该技术对大多数有机物都有很好的降解效果，可以同时降解多种有机污染物。
光催化技术的优势光催化技术具有很多优势，如下：1. 高效：使用光催化技术，无需其他化学或生物添加剂，仅需少量催化剂，即可快速而高效地实现净化效果。
2. 环保：光催化技术不产生任何二次污染，对环境的影响最小。
3. 经济：光催化技术所需的设备简单，耗电少，具有低维护成本。
4. 可控性强：光催化技术可以通过对催化剂的选择和控制光源，实现对有机废水中污染物的精准控制。
光催化技术的局限性尽管光催化技术有众多的优点，但仍有其局限性。
如下：1. 工艺需要改进：尽管光催化技术在一定程度上已经可以解决有机废水治理问题，但其工艺仍需要改进，以提高催化剂的稳定性和活性。
《TiO2光催化处理水中难降解有机污染物及环境风险研究》
《TiO2光催化处理水中难降解有机污染物及环境风险研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，难降解有机污染物（如染料、农药等）在水中不断积累，给环境和人类健康带来了严重的威胁。
传统的水处理技术如物理吸附、生物降解等方法对这类有机污染物的处理效果有限。
因此，开发高效、环保的污水处理技术成为当前研究的热点。
TiO2光催化技术因其高效、无二次污染等优点，被广泛应用于处理难降解有机污染物。
本文将探讨TiO2光催化处理水中难降解有机污染物的效果及可能存在的环境风险。
二、TiO2光催化技术概述TiO2光催化技术是一种利用光激发TiO2产生电子-空穴对，进而与水中的有机污染物发生氧化还原反应的技术。
TiO2具有较高的化学稳定性、无毒、成本低等优点，在可见光和紫外光的照射下均能表现出良好的光催化性能。
该技术可将有机污染物分解为小分子化合物，最终转化为无害物质，实现污染物的降解和水的净化。
三、TiO2光催化处理难降解有机污染物1. 处理效果：研究表明，TiO2光催化技术对多种难降解有机污染物均具有较好的处理效果。
如染料、农药等有机污染物在TiO2光催化作用下，能够迅速被降解为小分子物质，甚至完全矿化为CO2和H2O。
此外，该技术还能有效去除水中的重金属离子和其他有毒物质。
2. 影响因素：TiO2光催化的效果受多种因素影响，如光照强度、pH值、催化剂浓度等。
适当调整这些因素可提高光催化效率。
此外，催化剂的制备方法、粒径大小等也会影响其光催化性能。
四、环境风险研究1. 安全性：TiO2光催化技术作为一种环保的水处理方法，其产生的二次污染较少。
但在实际应用中，仍需关注催化剂的脱落和流失问题，以防止其对环境和生态造成潜在的危害。
2. 生态风险：尽管TiO2光催化技术能有效降解水中的有机污染物，但在处理过程中可能产生一些中间产物，如自由基等。
这些中间产物可能对水生生物产生一定的毒性，从而对生态环境造成潜在的风险。
因此，在应用TiO2光催化技术时，需关注其生态风险评估和监测。
光催化氧化技术进展
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>
污水处理中的光催化氧化技术
光催化氧化技术利用特定波长的光激发光催化剂（如二氧化钛、 氧化锌等），产生具有强氧化性的自由基，这些自由基能够将有 机物氧化分解为二氧化碳和水等无害物质。
技术发展历程
1972年
日本科学家Fujishima和Honda发现光照的电极表面 能分解水，揭开了光催化研究的序幕。
1985年
科学家们发现二氧化钛具有光催化活性，为光催化 氧化技术的发展奠定了基础。
05
光催化氧化技术的发展前景与展望
技术发展趋势
高效光催化剂的研发
针对污水处理的需求，研发具有更高活性和稳定性的光催化剂是 未来的重要趋势。
优化反应条件
通过深入研究反应机理，优化反应条件，提高光催化氧化的效率。
拓展应用领域
光催化氧化技术不仅可用于污水处理，还可应用于空气净化、有毒 有害物质的降解等领域。
污水处理中的光催化氧化技术
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2024-01-04
目
CONTENCT
录
• 光催化氧化技术概述 • 污水处理中的光催化氧化技术 • 光催化氧化技术处理污水的原理及
过程 • 光催化氧化技术的实际应用案例 • 光催化氧化技术的发展前景与展望
01
光催化氧化技术概述
技术定义与原理
定义
光催化氧化技术是一种利用光能将有机物转化为无害物质或低毒 物质的方法。
技术改进与创新
新型光催化材料的探索
01
探索新型光催化材料，如金属氧化物、硫化物、氮化物等，以
提高光催化效率。
反应器设计与优化
02
改进和优化光催化反应器的设计，提高光能利用率和反应效率
。
联合工艺的研发
03
结合其他污水处理技术，如活性污泥法、生物膜法等，形成联
光催化氧化去除水中新型有机污染物研究进展
光催化氧化去除水中新型有机污染物研究进展王翠彦;李梅;王洪波;崔娅琴【摘要】Photocatalytic oxidation has broad application prospects in water pollution control due to its efficient removal of trace refractory organics without secondary pollution. The types and characteristics of emerging organic contaminants were described. The reaction mechanism of photocatalytic oxidation was analyzed. The treatment effect and research progress of various endocrine disrupting compounds and pharmaceuticals and personal care products by photocatalytic oxidation were illustrated in detail. Moreover, the problems and the tendency of future prospective technology development were also discussed.%光催化氧化可高效去除水中痕量的难降解有机物,无二次污染,在水污染治理方面应用前景广阔.介绍了水中新型有机污染物的种类和特点；分析了光催化氧化的反应机理；详细论述了光催化氧化去除各种EDCs和PPCPs的处理效果与研究进展,讨论了光催化氧化技术存在的问题,并提出了在催化剂、光能利用率以及光反应器等方面的改进措施.【期刊名称】《山东建筑大学学报》【年(卷),期】2012(027)004【总页数】6页(P426-430,439)【关键词】光催化氧化;新型有机污染物;EDCs;PPCPs【作者】王翠彦;李梅;王洪波;崔娅琴【作者单位】山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101;山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101;山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101;山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101【正文语种】中文0 引言随着现代合成化工、农药、医药、个人护理品等工业的快速发展，通过各种途径进入水体中的合成有机物数量和种类急剧增加。
光催化技术在水处理中的研究
光催化技术在水处理中的研究在当今社会，水资源的保护和净化成为了全球性的重要课题。
随着工业化和城市化的快速发展，大量的废水排放对环境和人类健康造成了严重威胁。
传统的水处理方法在应对日益复杂的水污染问题时，逐渐显现出其局限性。
因此，探索和研究新型、高效的水处理技术显得尤为迫切。
光催化技术作为一种具有广阔应用前景的新兴技术，为水处理领域带来了新的希望。
光催化技术的原理是基于半导体材料在光照条件下产生的氧化还原反应。
当半导体材料（如二氧化钛、氧化锌等）受到能量等于或大于其带隙能的光照射时，价带上的电子会被激发跃迁至导带，同时在价带上留下空穴。
这些光生电子和空穴具有很强的氧化还原能力，可以与水分子和溶解在水中的污染物发生反应，将其分解为无害物质。
在水处理中，光催化技术具有诸多优势。
首先，它能够有效地降解各种有机污染物，包括难以生物降解的有机物。
例如，印染废水中的染料分子、制药废水中的药物残留等，都可以通过光催化过程得到有效去除。
其次，光催化反应条件温和，通常在常温常压下即可进行，不需要高温高压等苛刻条件，降低了处理成本和能耗。
此外，光催化技术还具有操作简单、无二次污染等优点。
然而，光催化技术在实际应用中也面临着一些挑战。
其中一个关键问题是光催化剂的量子效率较低。
由于光生电子和空穴在半导体内部和表面容易复合，导致其参与氧化还原反应的效率不高。
为了提高量子效率，科研人员采取了多种策略，如对半导体进行掺杂改性、构建异质结结构等。
通过引入杂质能级或形成异质结，可以有效地促进光生电子和空穴的分离，从而提高光催化性能。
另一个挑战是光催化剂的回收和再利用问题。
在实际水处理过程中，通常需要将光催化剂分散在水中以充分接触污染物，但这也使得催化剂的回收变得困难。
为了解决这一问题，研究人员开发了负载型光催化剂，将半导体材料负载在具有较大比表面积和良好稳定性的载体上，如活性炭、沸石等。
这样不仅便于催化剂的回收，还可以提高其稳定性和使用寿命。
光催化氧化技术在水处理中的应用及研究进展
㊀２０１９年４月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y第８期收稿日期:２０１９Ｇ０３Ｇ１８作者简介:余㊀臻(１９８７ ),女,硕士,助教,研究方向为水污染控制.光催化氧化技术在水处理中的应用及研究进展余臻(四川建筑职业技术学院,四川德阳６１８０００)摘要:指出了光催化氧化技术是一种新型的水处理技术,与传统水处理技术相比在难降解有机物㊁微污染有机物㊁饮用水等处理中有很大优势,介绍了光催化氧化技术的作用机理㊁常用的催化剂T i O ２特点及其一般的改性方法,探讨了光催化氧化技术在废水和饮用水中的应用及研究进展.关键词:光催化氧化;T i O ２;水处理中图分类号:X ７０３㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀文章编号:１６７４Ｇ９９４４(２０１９)８Ｇ００６２Ｇ０２１㊀引言光催化氧化技术是一种新型的水处理技术.光催化氧化技术具有反应条件温和(一般在常规条件下即可实现)㊁能耗低(可利用太阳能作为光源)㊁操作简便等优点.与传统的水处理工艺相比,在难降解有机物㊁微污染有机物㊁饮用水等处理中有很大优势２㊀光催化氧化机理光催化氧化机理目前研究并不完善,一般认为光催化氧化法是以紫外光㊁模拟太阳光或者自然光等光源,以半导体材料T i O ２㊁Z n O ㊁WO ３等作为催化剂,一般认为光催化反应的原理可以用半导体的能带理论来解释,这些半导体粒子的能带结构一般由填满电子的价带和空的高能导带构成,价带和导带直接存在禁带,当受到等于或大于禁带宽度的光照射到半导体时,价带表面的电子被激发跃迁到导带上形成光生电子,而在价带上就会产生光生空穴,这样就在半导体的内部形成电子空穴对,在电场作用下或者扩散的方式运动,会使得电子空穴对迁移到粒子的表面.空穴因具有极强的氧化性,可将其表面吸附的有机物或者催化剂或OH－及H ２O 分子氧化成羟基自由基 OH ,OH 生成会立即与有机化合物发生反应,反应时消耗 OH 而有机物被氧化而矿化,随之被分解,应用在水体中即可使水得到净化.３㊀T i O ２光催化剂的特点T i O ２是一种常见的催化剂,在众多的光催化剂中,是目前认为的最有效的半导体材料有锐钛矿型㊁金红石型和板钛矿型３种,一般同样条件下锐钛矿型催化活性是最好的.其化学稳定性高,氧化还原性强,且耐酸碱和光化学腐蚀,对太阳光紫外光部分能加以利用,便宜而且无毒.由于以上特点在光催化反应中一般多用作为T i O ２催化剂,一般能够达到很好的效果.但是由于T i O ２能够吸收的波长范围较窄,光吸收阈值小于４００n m ,对太阳光的利用率不算高,所以针对于此对T i O ２的改性进行了一些研究,主要有:①通过使不同禁带宽度的半导体材料的复合提高电荷的分散效果,从而扩大吸收波长,②掺杂金属离子,用来捕获导带中的电子.４㊀光催化氧化技术在废水中的应用４．１㊀焦化废水焦化废水是煤高温干馏㊁煤气净化㊁副产品回收与精制过程中产生的工业有机废水,组分复杂㊁污染物浓度高㊁毒性大等是其主要特点,是一种难降解的工业废水.肖俊霞等[１],研究发现以T i O ２为氧化剂光催化氧化降解焦化废水外排水,T i O ２投加量４g/L ,不改变溶液p H 值的条件下,反应３h ,T O C 的去除率可达５３．４０％,有机物种类由６６种下降至２３种.４．２㊀农药废水农药废水一般成分复杂㊁难降解㊁且含有大量的无机盐,一般农药废水的水质水量变化大.蒋裕平等[２]研究发现,通过对水体中的T O C ㊁B O D ５㊁石油类物质的含量进行光催化氧化降解反应发现,控制农药废水p H 值为９,铁碳比为１ʒ１,催化剂T i O ２的投加量为１g /L 时,处理农药废水效果最好.施帆君等[３]研究发现,用T i O ２光催化氧化法处理农药废水,以C O D C r 的去除率处理效果作为研究对象,发现在p H 值为９,反应时间１２０m i n ,T i O ２投加量为２．６４g /L 时达到最好处理效果.４．３㊀染料废水印染废水是印染工业生产过程中染料的流失占全部染料总产量的约１５％和各工序的废水混合而成,具有排放量大㊁有机物含量高㊁水质变化大等特点,是工业废水中的主要来源之一.吴兆美等[４],用掺硼氧化银为氧化剂在可见光下,光催化氧化降解甲基橙及印染废水混合物,发现可在１２０s 内实现甲基橙完全降解,p H 值为５~１０,印染废水混合物在２５m i n 内可完全降解.王智[５]用光催化氧化法用含有柠檬酸铁的水溶液降解结晶紫,可以利用太阳能光解过程使得C O D 去除率达到８５％以上的.孙广垠等[６]在p H 值为６．０,光照时间１２０m i n ,H ２O ２投加量未３．０mm o l /L ,以T i O ２为催化剂投２６㊀余㊀臻:光催化氧化技术在水处理中的应用及研究进展环境与安全加量０．５g/L的条件下,采用光催化氧化降解印染废水发现C O D和色度去除率分别为７６．８％和８９％.４．４㊀造纸废水造纸废水是一种含有大量的纤维素㊁木质素㊁松香酸等难降解有机物,可生化性差,污染物浓度高,C O D 含量高,排放量大的一种废水.韩沛等[７]研究发现,用溶胶－凝胶法制备纳米T i O２为催化剂用量１０g/L,光照反应时间１h,造纸废水的C O D和色度的去除率分别在７０％和７５％以上,深度处理麦草造纸废水,可达标排放.高治国等[８]研究发现,用经过双元素(F e和C e)掺杂改性的催化剂T i O２,对光的利用率高于未掺杂的催化剂,在用其处理造纸废水经过１８０m i n,脱色率和C O D C r的去除率分别在９０％和８３％以上.５㊀光催化氧化技术在饮用水处理中的应用５．１㊀微量有机污染物饮用水的微量有机污染物有很多种,一般存在有动植物在自然循环中分解所产生的物质如腐殖质等,水处理中产生的消毒副产物如三卤甲烷等,还有工业废水和农业排水所含的一些物质.吴伟等[９]使用市售P２５(粒径２１n m,比表面积５０m２/g)作为光催化剂浓度为０．５g/L,在p H值为６．２５,腐殖酸的初始浓度为２０m g/L,光照时间１８０m i n的条件下,腐殖酸几乎完全脱色, T O C去除率高达９７．９％,而消毒副产物C H３C l３从初始浓度３２６．２μg/L下降到１０．４μg/L,去除率达到９５％以上.杨敏[１０]研究发现,利用溶胶凝胶法合成纳米T i O２/S e复合催化剂,用其进行光催化氧化反应,在p H 值为６．５,催化剂投加量为１．５g/L,初始浓度为１０m g/ L的条件下,用２０w紫外灯光照反应３h,腐殖酸的去除率最佳达到７８．８％.５．２㊀藻毒素水体中由于水体富营养化带来了许多藻类,藻类爆发性的繁殖会带来藻毒素的污染,而藻毒素本身就目前研究而言是一种潜在的致癌物质.姚杭永等[１１]在研究中发现,M C L R溶液浓度为１００μg/L,加入负载一次的催化剂３g/L,反应１５m i n M C L R的去除率为９４％,２０m i n后可被完全去除.杨静等[１２]研究发现,用可见光照射用溶胶凝胶法合成的氮掺杂的催化剂N－T i O２降解M C－L R,在反应条件下,反应１４hM C－L R的去除率可达１００％,２０h矿化度可达５９％.郭燕飞等[１３]以合成碳氮共掺杂的二氧化钛(C,N－T i O２)为催化剂,反应１０h后对叶绿素a的去除率达到８３％,反应６h对M C －L R的去除率可达８９．９％.５．３㊀饮用水中的细菌在饮用水处理中,如果含有水微生物可能会导致传染病等的出现,用光催化氧化可以破坏细菌的细胞壁㊁破坏遗传物质.与传统氯气消毒技术相比,传统消毒只能消除３０％~９０％的水体微生物,且会造成二次污染,而光催化氧化不仅可以杀灭细菌㊁病毒还可以将其分解,避免水微生物死亡后释放出有毒成分.肖娜等[１４]研究发现在太阳光下,用杂化的T i O２－N薄膜处理饮用水中的大肠杆菌其灭菌率可达５７．７％,在杂化的T i O２－N薄膜上掺杂A g,可使得大肠杆菌的灭菌率达到９０％以上.A b e l e d o等[１５]研究发现用T i O２光催化剂和H２O２在模拟太阳光照的情况下,发现水中的隐孢子虫卵囊的生命特征大幅下降.６㊀展望光催化氧化技术是一种高效㊁节能㊁无二次污染的新型的水处理技术,但目前对其机理的研究并不完善还有待进一步的研究证明.在最常用的催化剂T i O２的应用中发现,为了尽可能的利用太阳光,需扩大其波长的吸收范围,需要进一步对T i O２的改性寻找更经济㊁合成更便利㊁利用率越高㊁降解效果越好的改性催化剂.参考文献:[１]肖俊霞,吴贤格．焦化废水外排水的T i O２光催化氧化深度处理及有机物组分分析[J]．环境科学研究,２００９,２２(９):１０４９~１０５５．[２]蒋裕平,陈少宏．铁碳法和光催化氧化法处理富含农药农业废水的效果[J]．江苏农业科学,２０１３,４１(５):３６３~３６５．[３]施帆君,崔康平,杨㊀阳,等．F e n t o n试剂与T i O２光催化氧化农药废水研究[J]．人民黄河,２０１０,３２(１１):６２~６４．[４]吴兆美,曾㊀娅,王晓燕,等．掺硼氧化银催化剂制备及降解模拟印染废水[J]．环境工程学报,２０１６,１０(６):２８４７~２８５４．[５]王㊀智．光催化氧化法降解印染废水中结晶紫的实验研究[J]．工业安全与环保,２０１４,４０(８):７０~７１．[６]孙广垠,宋吉娜,张㊀娟．T i O２光催化氧化法深度处理印染废水的研究[J]．工业水处理,２００９,２９(８):２５~２７．[７]韩㊀沛,龚文琪,杜金逵．纳米T i O２光催化氧化处理造纸废水的试验研究[J]．武汉理工大学学报,２００９,３１(１２):８１~８３．[８]高治国,陈文通,郑琳琳．光催化氧化处理造纸废水的试验研究[J]．辽宁化工,２０１１,４０(３):２２７~２２９．[９]吴㊀伟,H uJ i a n g y o n g,赵雅萍．T i O２光催化降解腐殖酸的实验研究[J]．华东师范大学学报(自然科学版),２０１１(２):１１９~１２５．[１０]杨㊀敏．纳米T i O２/S e复合催化剂光催化氧化处理水中腐殖酸的研究[D]．苏州:苏州科技学院,２０１０．[１１]姚永杭,夏良亮,闵㊀浩．活性炭负载T i O２光催化降解微囊藻毒素－L R[J]．环保科技,２０１１,１７(２):５~９．[１２]杨㊀静,陈登霞,邓安平,等．掺氮二氧化钛可见光照射降解微囊藻毒素－L R[J]．中国科学,２０１０,４０(１１):１６８８~１６９６．[１３]郭燕飞,吴苏舒,胡晓东,等．可见光响应的碳氮共掺杂T i O２抑杀蓝藻和降解微囊藻毒素(M C－L R)的研究[J]．环境工程,２０１８,３６(６)．[１４]肖㊀娜,徐明芳,虞英杰,等．可见光响应氮杂化T i O２－N薄膜对水源水体的杀菌作用[J]．安徽农业科学,２０１０,３８(３):６７８１~６７８４．[１５]A b e l e d oL MJ,A r e sE,G o m e zC H．E v a l u a t i o no f s o l a r p h o t oＧc a t a l y s i s u s i n g T i O２s l u r r y i n t h e i n a c t i v a t i o n o f C r y p t o s p o r i d i u mp a r v u mo o c y s t s i nw a t e r[J]．E n v i r o n．S c i．T e c h n o l．,２０１３(４７):６４６３~６４７０．３６。
《2024年高级氧化技术处理难降解有机废水的研究》范文
《高级氧化技术处理难降解有机废水的研究》篇一摘要：本文旨在探讨高级氧化技术在处理难降解有机废水中的应用。
随着工业化的快速发展，难降解有机废水的处理成为环境保护领域的重要课题。
高级氧化技术以其高效、环保的特点在处理这类废水方面展现出巨大潜力。
本文首先概述了难降解有机废水的现状及危害，接着介绍了高级氧化技术的基本原理和分类，并通过实验数据和案例分析，详细探讨了该技术在处理难降解有机废水中的实际效果和应用前景。
一、引言随着工业化的快速发展，难降解有机废水的排放量不断增加，给环境带来了严重的污染问题。
难降解有机废水因其组成复杂、毒性大、生物降解性差等特点，传统的处理方法往往难以达到理想的处理效果。
因此，研究开发高效、环保的废水处理技术成为环境保护领域的当务之急。
高级氧化技术因其独特的反应机制和高效的处理效果，在难降解有机废水的处理中得到了广泛关注。
二、难降解有机废水的现状及危害难降解有机废水主要来源于化工、制药、印染等行业，其中含有大量的有毒有害物质。
这些物质难以被传统生物处理方法降解，长期积累会对环境造成严重污染，威胁人类健康。
难降解有机废水的排放不仅会破坏生态环境，还会影响水资源的可持续利用。
三、高级氧化技术的基本原理和分类高级氧化技术（AOPs）是一种利用强氧化剂（如羟基自由基）产生的高反应活性的·OH自由基来降解有机物的技术。
该技术能够有效地将大分子难降解有机物转化为小分子物质，甚至完全矿化为CO2和H2O。
根据反应条件和所用氧化剂的不同，高级氧化技术可分为光催化氧化法、湿式氧化法、电化学氧化法等。
四、实验数据与案例分析1. 光催化氧化法处理难降解有机废水光催化氧化法是利用光催化剂（如TiO2）在光照条件下产生·OH自由基来降解有机物。
实验数据显示，该方法对多种难降解有机物均表现出良好的降解效果。
例如，某化工厂的难降解有机废水经过光催化氧化处理后，COD（化学需氧量）去除率达到70%。
光催化技术对有机废水的处理研究
光催化技术对有机废水的处理研究近年来，随着人们生活水平的提高，工业化进程的加速，有机废水的排放量不断增加，对环境造成了严重污染。
然而，如何有效地治理有机废水，使其达到排放标准，成为了一个迫切需要解决的问题。
在这个背景下，光催化技术成为了一种备受瞩目的废水治理技术，本文将对光催化技术对有机废水的处理研究进行探讨。
一、光催化技术的概述光催化技术是一种基于光化学原理的废水治理技术，其核心是将悬浮于水中的过渡金属催化剂，如二氧化钛、氧化铁等，暴露在紫外线等光源下，从而产生电荷传输和催化剂表面吸附、活性位生长等反应，以氧化有机废水中的有害物质，将其分解成CO2和H2O等无害物质。
光催化技术具有效率高、成本低、环境友好等优势。
二、光催化技术在有机废水处理中的应用1. 光催化技术在废水净化中的应用光催化技术在废水净化中的应用主要集中在COD（化学需氧量）、NH3-N（氨氮）、色度等指标的去除上。
研究表明，光催化技术对于高浓度有机污染物的去除具有显著效果。
其中，二氧化钛和氧化铁是光催化技术的主要催化剂。
在实践中，可通过控制反应条件，如催化剂浓度、光照强度、pH值等参数，来优化光催化反应效果。
2. 光催化技术在废水深度处理中的应用光催化技术在废水深度处理中的应用主要针对水中难以去除的高浓度毒性有机物和颜料等。
例如，污水中的重金属元素、芳香有机物等无法通过常规处理技术完全去除，而光催化技术则可以有效地降解这些难以去除的有害物质，使水质达到排放标准。
三、光催化技术存在的问题尽管光催化技术具有许多优势，但仍然存在一些问题需要解决。
例如，光催化技术的反应效率与参数的调控密切相关，若光照强度过低，则反应效率低，若光照强度过高，则易造成光催化剂表面的过度加热而失效。
同时，不同类别的有害物质对光催化技术的反应效果也有影响，难以通过单一的催化剂实现废水治理。
这些问题需要在实践中不断总结和完善。
四、总结光催化技术作为一种环境友好、高效、低成本的废水治理技术，在有机废水处理领域具有广阔的应用前景。
光催化法处理污水的新技术研究
光催化法处理污水的新技术研究近年来，随着水污染问题的日益严重，人们开始寻找更加高效和环保的技术来处理废水。
光催化法便是其中一种较为新颖的技术，在处理废水方面具有广泛的应用前景，也受到学者们越来越多的重视。
那么，光催化法是一种怎样的技术呢？它是如何处理废水的？本文将从光催化法的原理和方法、其在污水处理中的应用以及未来的发展趋势等方面进行探讨。
一、光催化法原理和方法光催化法指的是通过光子与污染物反应，将其转化为更为稳定的物质的一种技术。
其中，光子指的是太阳光或者紫外线光，通过光反应过程将废水中的有机物质、重金属等转化为无害的化合物。
具体的来说，光催化法主要包括两个步骤：光吸收过程和电子传递过程。
在光吸收过程中，污染物吸收光子能量，产生电子和正空穴。
然后，在电子传递过程中，电子和正空穴迅速移动，并推动一系列的化学反应。
其中，电子和正空穴的结合会释放能量，从而将有机物降解为短链化合物。
二、光催化法在污水处理中的应用光催化法在污水处理方面有广泛的应用。
例如，它可以用于处理含有高浓度有机物的污水，如餐厨废水、工业污水等。
它可以达到高效低耗的目的，对于高COD、高氨氮、难降解的废水都具有处理能力；同时，由于处理过程中无需添加化学试剂，操作简便、成本低、无二次污染等优点也得到了广泛的关注。
据悉，光催化法在水污染治理上也已经得到了理论研究和实践应用的支持。
比如，一些研究人员运用多种光催化技术处理含有高浓度氨氮的污水，最终将氨氮浓度降至可接受的标准值以下。
此外，还有一些专家采用光催化技术处理含重金属的废水，以提高处理的效果和降低处理成本等。
三、光催化技术的发展趋势值得注意的是，光催化技术在未来的发展趋势也非常值得关注。
首先，各类新型材料的发展将为光催化技术提供更多的选择。
例如，氧化物、半导体纳米材料等，都可以用于开展光催化反应，对其进行改进或创新。
其次，新型光源也将成为光催化技术的研究热点。
比如，近年来出现的LED紫外线灯具等，可以不放心地使用，并且可以根据自身需要选择不同色温的光源。
废水中难降解有机物的高级氧化技术探究
精 品JINGPIN废水中难降解有机物的高级氧化技术探究■叶晟江苏圣泰环境科技股份有限公司 江苏南京 211106摘 要：针对废水中难降解有机物的处置一直以来是水处理技术的研究热点与难点之一。
高级氧化技术作为一种完全氧化并实现无害转换的处理技术，近年来被广泛应用废水前处理环节中。
本文即围绕废水中难降解有机物的高级氧化技术进行分析与探讨，在概述高级氧化技术性能特点的基础之上，对其具体应用现状展开研究，仅供参考。
关键词：废水；难降解；有机物；高级氧化引言在现代工业相关生产技术持续不断发展进步的背景下，进入水体内的各种化学合成有机物数量剧增，种类繁多，对水环境而言存在极大的污染，若不经过可靠处理，势必会对人类健康构成巨大威胁。
在水环境污染物中，部分有机物表现出了相对稳定的性质，难以被微生物降解，是废水处理的一大难点。
而近来有关研究中表明，在氧化剂作用下，这部分有机污染物可以发生矿化反应，形成二氧化碳、水、以及其他无机物，对实现废水无害化处置有重要意义。
由此，高级氧化技术在废水难降解有机物处置中的重要性得以进一步凸显出来。
1.高级氧化技术概述高级氧化技术主要原理是生成具有强氧化性能的羟基自由基，以作用于大分子难降解有机物，通过氧化降解反应的方式，形成具有无毒或低毒特性的小分子的物质。
与其他氧化方法相比，高级氧化技术具备以下几个方面的性能特点：（1）高级氧化可生成活性较高的羟基自由基成分，氧化能力为2.8V，显著高于其他常用强氧化剂成分的电势水平。
虽然所生成羟基自由基的寿命有限，但反应速率常数能够维持在106~109mol-1Ls-1范围内，对后续链反应有一定的诱导作用，对废水中多种性质稳定的有机物表现出了良好的处理效率。
（2）高级氧化技术中·OH可以直接作用于废水中性质稳定的有机污染物，氧化期间所生成中间产物能够与羟基自由基成分发生反应，直至达到完全氧化状态并形成二氧化碳、无害小分子物质以及水，对废水中COD以及TOC的去除效果确切，且不存在二次污染的问题。
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31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是Байду номын сангаас生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
光催化氧化技术处理难降解 有机废水的研究进展
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒