光、电催化氧化降解染料废水的研究

光催化降解有机染料的研究在现代社会中，人们逐渐意识到环境问题所带来的困扰。

其中，水污染问题是一个比较突出的问题。

水体中的有机染料污染问题越来越严重，对于水体生态环境的破坏也越来越明显。

因此，对于有机染料的污染和处理，降解有机染料的技术已经成为了越来越重要的研究课题。

而光催化降解有机染料技术正逐渐发展并应用于实际环境中，成为一种重要的水处理技术。

1. 光催化降解有机染料的原理光催化降解有机染料技术是通过利用光催化剂的光敏发性产生电子和空穴，进而促进光催化剂和水中氧的反应，从而将有机染料降解为无害的化合物。

其主要原理是当光催化剂受到紫外光照射时，光催化剂表面会产生电子和空穴对。

电子和空穴对的产生可以帮助氧化反应进行，从而将污染物分解为低分子化合物。

这个技术是一种清洁高效的处理方法，可以在不加化学品剂的情况下消除污染物。

2. 光催化降解有机染料的适用范围光催化降解有机染料的技术适用于降解各类水体中的有机染料，包括废水、海水、河水等。

它也被用来降解其他有机污染物，例如农药和医药废物等。

因此，光催化技术广泛应用于水处理、环保污染控制和水环境监测等领域。

3. 光催化降解有机染料的优点光催化降解有机染料技术具有很多优点，其中一些优点如下：(1) 清洁高效光催化降解有机染料是一种绿色环保的技术。

在使用过程中，只需要紫外光和光催化剂，不会产生二次污染。

同时，由于该技术对多种有机染料都有效，因此可以处理多种污染水，使得该技术变得十分受欢迎。

(2) 低成本光催化降解有机染料的技术相对于其他相似的技术来说，具有成本低、效率高等优点。

在水处理工程中，使用光催化降解有机染料的技术可以有效地降低成本，增强水质净化的效果。

(3) 易操作光催化降解有机染料的技术操作简单，只需要将光催化剂放置于水中，再用紫外光照射即可。

与传统的化学方法相比，它不需要进行耗时费力的处理步骤，使得操作变得更加简单。

4. 光催化剂的类型光催化剂是光催化技术中的核心。

・综　述・收稿日期:2005202223作者简介:李少婷(1980-),女,湖北武汉人,现为武汉工程大学环境与城市建设学院环境工程专业2003级在读硕士研究生。

电催化氧化处理难降解废水技术研究进展李少婷1,张　青2,汤亚飞1,李庆新1(11武汉工程大学环境与城市建设学院,武汉430073;21湖北省十堰市环境保护研究所,湖北　十堰442000) 摘要:电催化氧化处理难降解废水技术已得到了广泛关注。

本文从电极材料与应用,电极结构及反应器形状,以及与其它处理方法联用等综述了最新研究进展,并在此基础上总结出了电催化氧化技术今后的发展方向。

关　键　词:电催化氧化;难降解废水;电极;反应器;联用中图分类号:X70311 文献标识码:A 文章编号:100123644(2005)0520083205Advances in Electro 2catalytic Oxidation in R efractory W astew ater L I Shao 2ting 1,ZHAN G Qing 2,TAN G Ya 2fei 1,L I Qing 2xin 1(11School of Environment and Civil Engineering ,W uhan Institute of Technology ,W uhan 430073,China ;21S hiyan Research Institute of Environmental Protection ,S hiyan ,Hubei 442000,China )Abstract :Electro 2catalytic oxidation is utilized for treating refractory wastewater 1In this paper ,some recent progress in this area isreviewed.The material of the electrode and its application ,the structure of the reactor ,and the combination with other methods are discussed.Based on the review and the discussion ,future trends of electro 2catalytic oxidation are proposed.K ey Words :Electro 2catalytic oxidation ;refractory wastewater ;electrode ;reactor ;combination1　前　言现代工业的发展使含有高浓度难降解有机污染物的工业废水日益增多,常规的物理、化学、生物方法难以满足净化处理在技术和经济上的要求。

电催化氧化法处理甲基橙染料的研究陆文心、王思源、王娟娟武汉大学化学与分子科学学院湖北武汉430072摘要：在本实验中，实验者采用Cu和PbO2/Ti作电极，在电解槽中电解1L甲基橙溶液（模拟有色有机废水）。

改变不同的实验条件，如电极面积、辅助电解质浓度、电流密度，分别通过测量槽压和电解液的吸光度来衡量电解效果和反映甲基橙转化率，从而得出以上实验条件的改变对电解结果的影响。

关键词：甲基橙、辅助电解质、电流密度、槽压、转化率。

引言：随着近代工业的发展，尤其化工、医药、农药等行业的发展，有机化合物的数量和种类急剧增长。

这些化学物质排放入水源后，往往形成了含生物难降解有机物的有机废水，如印染废水、医药废水、垃圾渗滤液、农药废水等，对水环境有很大的影响。

如何提高难降解有机废水的处理效果，一直是各国研究的热点。

实验原理：电催化氧化法是工业上处理有机废水的一种常用方法，其降解有机物的过程较为复杂，多数研究者认为，在该过程进行时，可在高析氧电位的阳极表面形成具有强氧化性的羟基自由基（·OH），其标准电极电势为2.80V，氧化能力仅次于F2（2.87V）。

羟基自由基在反应中作为链引发剂，诱导自由基反应发生，将难降解的有机物氧化成CO2、H2O和其它产物，反应机理大致如下图所示[1][2]：图1 电催化氧化机理曾植等人[3]通过实验得出了C/PTFE氧还原阴极在通入不同气体时的循环伏安曲线，推测其反应机理如下[3]：O2 + 2H2O + 2e-→H2O2 + 2OH-H2O2 + OH-→H2O + HO2-H2O2 + HO2-→HO·+ O2-·+ H2O该方法具有氧化能力强、操作简便、易于控制、无二次污染等优点，在现代工业废水处理中受到越来越广泛的应用。

本实验中采用电催化氧化法处理有色有机废水——甲基橙溶液。

甲基橙是一种比较难降解的有机物，其分子结构与颜色均随溶液pH值而变化。

利用光催化技术处理废水近年来，全球环境污染严重，废水治理成为亟待解决的问题。

光催化技术作为一种环保高效的废水处理方法，受到了广泛的关注。

本文将探讨利用光催化技术处理废水的原理、应用以及发展前景。

1. 光催化技术的原理光催化技术是利用光照下的半导体材料产生的活化剂，通过氧化还原反应将有机废水中的有害物质分解为无害的物质。

其原理是光照下，光催化剂表面形成一层自由电子致密分布的极化电荷层，使得电荷传输能力增强，有机废物能够与活化剂进行接触，从而发生氧化反应。

2. 光催化技术的应用光催化技术广泛应用于废水处理领域，尤其是对含有有机物、重金属、微量有机毒素等有害物质的废水处理非常有效。

光催化技术的应用范围涵盖了污水处理厂、化工厂、制药厂等工业废水处理，以及家庭污水处理等领域。

3. 光催化技术的发展前景光催化技术在废水处理领域的发展前景非常广阔。

首先，光催化技术不仅可以高效处理有机废水，还能同时去除废水中的细菌和病毒等微生物污染物。

其次，光催化技术对重金属离子有良好的吸附和去除效果，减少了环境中重金属的积累。

此外，光催化技术的发展还有望将其应用到太阳能利用和能源转化等领域。

4. 光催化技术的优势相比传统的废水处理方法，光催化技术具有一些独特的优势。

首先，光催化技术无需添加化学试剂，不会产生二次污染。

其次，光催化技术的操作简便，设备投资成本低，维护成本也相对较低。

此外，光催化技术对水源的要求较低，可以处理各种类型的废水。

5. 光催化技术的挑战尽管光催化技术在废水处理方面取得了很大的进展，但仍然存在一些挑战需要克服。

首先，光催化技术的处理效率受到光照强度和负载量的限制，需要进一步提高催化剂的光效率和活性。

其次，光催化技术在大规模应用时，还需要考虑催化剂的回收和重复利用问题。

此外，在处理含高浓度有机废水和大体积废水时，需要解决催化剂的堵塞、波动以及废水中其他成分对催化剂活性的抑制等问题。

6. 未来发展方向为了克服光催化技术的挑战，未来的研究方向可以包括以下几个方面：第一，提高催化剂的光吸收能力和光激发效率，以提高光催化反应的效率。

第53卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 3 2024年3月 Liaoning Chemical Industry March，2024高级氧化技术处理染料废水的研究进展崔可清，王志博（沈阳建筑大学 市政与环境工程学院， 辽宁 沈阳 110168）摘 要： 高级氧化技术具备快速降解速率和便捷操作等优势，能够将染料废水中难以降解的有机污染物氧化为CO2和H2O等小分子物质，因此在染料废水处理的实验中被广泛使用。

本综述列举了光催化、光电催化、芬顿、臭氧氧化等技术处理染料废水的研究应用，并对高级氧化技术在染料废水处理领域的未来进行了展望。

关 键 词：光催化； 光电催化； 芬顿； 臭氧氧化； 染料废水中图分类号：X703.1 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）03-0446-04染料废水是指在染色过程中产生的含有染料、助剂、盐类、有机物等污染物的废水。

这些染料具有难降解、高色度、污染性强等特点，易对人体和环境造成极大危害[1-2]。

并且其中还含有大量的盐类、酸碱度高等特性，使得其处理难度较大。

因此，必须采取有效的处理措施来保护环境和人类健康。

传统的物理、化学、生物方法在处理这类物质时降解不完全，近年来，高级氧化技术在处理这类难降解有机物得到广泛应用，其产生的羟基自由基具备强氧化性，可将染料废水中的污染物进行去除。

本文介绍了高级氧化技术在降解染料废水中的最新应用，包括光催化技术、光电催化技术、芬顿技术、臭氧氧化技术，并对几种技术在水处理领域未来进行了展望。

1 光催化技术近年来，光催化技术被广泛应用于印染废水方面的处理，该技术是指利用特定的光催化剂吸收光子能量，促进化学反应，其产生的空穴电子能够与水发生反应，生成具有强氧化性的羟基自由基[3]。

该技术具有节省能源、无二次污染、反应速度快等特点，并且可以在低温和低压下实现有机物的完全矿化。

TiO2是目前应用最广泛的半导体，具有良好的化学稳定性和氧化能力，且催化活性高、毒性低、制备成本低[4]。

光催化降解废水技术研究进展水是人类生存不可或缺的资源，然而近年来，环境污染日益严重，水污染问题也变得越来越突出。

废水的排放成为恶化水环境的主要因素，引起了各国政府和科学家们的高度关注。

光催化降解废水技术由于其环保、高效的特性，成为了研究的热点之一。

一、光催化降解废水技术原理光催化技术是利用半导体材料在光照条件下，通过电子-空穴对的形成、迁移与变化，将废水中的污染物在催化剂作用下氧化分解成为无害物质的过程。

在这个过程中，光线的能量被转化为化学能以达到催化降解废水的目的。

二、技术的应用领域相较于传统的水处理技术，光催化降解废水技术具有高效、环保的特点，已经被广泛应用于新材料、电子、化工、食品、制药等多个领域。

此外，光催化还可以应用于城市污水、医院污水、工业废水、农业废水等各个领域的水处理。

三、技术的研究进展随着科学技术的不断发展，光催化降解废水技术的研究逐渐深入。

科学家们不断探寻更优异的催化材料和光源，以提高光催化降解废水技术的效率和使用寿命。

1. 催化材料方面催化材料是光催化降解废水技术中至关重要的一环。

目前，二氧化钛（TiO2）是最常用的催化材料之一。

科学家们不断尝试改良二氧化钛的物理性质，如形貌、结晶、晶体缺陷等，以改善催化剂的络合情况、光催化性能和稳定性。

此外，除了TiO2之外，过渡金属氧化物、碳基材料、半导体材料、金属有机框架材料等也都在光催化领域中应用，并展现出了较优越的光催化性能。

2. 光源方面对于光催化降解废水技术而言，光源的选择也非常关键。

自然光源和人工光源是目前光催化技术最常用的两种光源。

其中自然光源，包括太阳光、室内光和紫外线。

太阳光更能保证催化剂的活性，但在云天气和晚上会受到限制。

因此，人工光源在实际应用中更加广泛。

针对不同污染物和光源选择，研究者们已经开发了多种光源调节技术，包括可见光响应、紫外可调控LED和全光谱模拟光源等。

四、技术的未来展望随着全球环保意识的不断增强，光催化降解废水技术也将不断迈向更高的阶段。

光催化降解染料废水研究作者：屠灏然来源：《中国科技纵横》2019年第04期摘要：本试验是使用甲基橙溶液模拟染料废水为研究对象，对甲基橙溶液的初始浓度，pH值，H2O2，紫外线光照以及照射时间等因素对甲基橙光催化降解率的影响分别进行了研究。

通过试验结果表明，紫外线光照对于甲基橙的氧化降解起到关键作用。

紫外线光照条件下甲基橙溶液氧化降解速率明显大于未受到光照的溶液。

随着甲基橙溶液浓度的增加，催化剂浓度不变，氧化降解效率明显降低;本实验条件下，pH值对于甲基橙降解率的影响较小;随着催化剂浓度的增加，甲基橙溶液浓度不变，甲基橙氧化降解率增大。

关键词：印染废水;甲基橙;光催化;H2O2中图分类号：X788 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）04-0006-030 引言伴随着我国经济建设的高速发展，生产制造业所产生的工业废水量逐年递增，由此造成的水环境污染问题日趋突出。

2002年国家环保总局公布的数字表明，地表水流经城市的河段污染较重，城市居民日常生活排放的污水含有大量的有机物质，尤其是有的工业废水还含有有毒有害的人工合成有机物。

目前，我国的纺织印染业产能已达到1.0×106t/a，约占据全球总量的65%，其产生的染料废水却造成我国水环境污染最主要的元凶之一。

染料废水成分复杂、色度深、水质变化大、可生化性差等特点成为较难处理的污废水之一。

因此高效经济的处理印染废水不仅对印染行业，对大家的生活环境，乃至对全国的可持续发展都有深远的影响。

[1]高级氧化法是一种用羟基自由基作为主要氧化剂的降解方法，其中光催化方法相比其他方法具有诸多优点，在染料废水处理领域中广泛使用可以有效提高处理效率和降低处理成本。

在以往的处理过程中，仅使用化学试剂或者紫外灯照射来降解染料废水，往往不能达到所需的效果。

然而，此实验将两者结合同时使用，氧化剂在紫外光的辐射下，就会产生高活性和高氧化性的自由基（如·OH），通过这种光化学氧化法的运用，来弥补仅使用单一氧化还原技术的不足之处，从而大大提高染料废水的降解效率。