下载文档原格式
光催化氧化法简介更新时间：08-5-23 14:15光催化氧化法是近20年才出现的水处理技术，在足够的反应时间内通常可以将有机物完全矿化为CO2和H2O等简单无机物，避免了二次污染，简单高效而有发展前途。
所谓光催化反应，就是在光的作用下进行的化学反应。
光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，然后会发生化学反应生成新的物质，或者变成引发热反应的中间化学产物。
光化学反应的活化能来源于光子的能量，在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。
由于以二氧化钛粉末为催化剂的光催化氧化法存在催化剂分离回收的问题，影响了该技术在实际中的应用，因此将催化剂固定在某些载体上以避免或更容易使其分离回收的技术引起了国内外学者的广泛兴趣。
在我国工业废水中，印染废水因其有机物含量高、色度深、水质复杂、排放量大而成为难处理的工业废水之一。
印染废水中含有大量卤化物、硝基物、氨基物、苯胺、酚类及各种染料等有机物，主要来自纤维、纺织浆料和印染加工所使用的染料、化学药剂、表面活性剂和各类整理剂。
其COD浓度达数千至数万mg/L，色度也高达数千至数万倍，可生化性差，很多废水还含有高浓度无机盐：如氯化钠、硫化物等，严重污染水环境。
国内处理染料废水普遍以生物法为主，同时辅以化学法，但脱色及COD去除效果差，出水难以稳定达到国家规定的排放标准。
光催化氧化法是近年来水处理研究的热点之一，实验证明，此方法对印染废水有较好的处理效果。
当进水COD Cr为1300 mg/L左右，色度为800倍时，经本法处理的废水，出水COD Cr达188 mg/L，色度为0～10倍，COD Cr 去除率达92%，脱色率几近100%。
主要水质指标达到了GB8978—1996《污水综合排放标准》中染料工业的二级标准。
本法可取代常规的生物法，适合中小型印染厂的废水处理。
光催化氧化法原理更新时间：08-5-23 14:20光降解通常是指有机物在光的作用下，逐步氧化成低分子中间产物最终生成CO2、H2O及其他的离子如NO3-、PO43-、Cl-等。
第二章光催化氧化技术第1节光催化概述光催化(Phntocatalv}i} }是在光的照射下产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自山氢氧基和活性氧，具有很}},的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀灭细菌和分解有机污染物，把有机污染物分解成无污染的水和.二氧化碳，因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防r} ;自洁、字泞除甲醛和净化空气功能。
光催化的特性为利用空气中的氧分子及水分子将所接触的有机物转换为二氧化碳和水，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，理论.r-有效期较长、维护费用低。
同时，二氧化钦本身无毒无害。
已广泛用于食品、民药、化妆品等各种领域。
光催化在光的照射下产生氧化能力极强的氢氧自由基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能。
可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋臼质，可杀灭细菌和分解有机污染物，把有机污染物分解成无污染的水(HZO)和二氧化碳}co}),因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁及净化空气的功能。
(川光催化基本原理光催化的原理是光催化剂纳米材料被太阳光、灯光(紫外线)照射后，表面电子(e)被激励，同时生成带电的正孔(h+},正孔(h+)和空气中的氧(o:)、水(HZo)发生反应，产生具有极强氧化作用的活性氧。
有机物污染物、臭气、细菌等被氧化分解，而电子(e)还原成空气中的氧。
光催化反应可分为下列几个步骤:①反应物、氧气及水分子吸附于二氧化钦表而;②经光照射后。
二氧化钦产生电子及空穴;③电子和空穴分别扩散到二氧化钦粒子表面;④电子、空穴和氧及水分子形成氢氧自由基;⑤氢氧自由基和反应物进行氧化反应;光催化是利用特定波长光源的能量产生催化作用，使周围氧及水分子激发成极具活性的OH一及02一自由离子基，这些氧化力极强的自由基儿乎可分解所有对人体或环境有害的有机物质及部分无机物质第2节光催化氧化技术在污水处理中的应用}.光催化叙化技术的应用光催化技术的研究始于20世纪70年代的后半期，用作催化的化学物有T1}} ,硫化锅、硫化亚铅、妮或钦系层状复合氧化物、二氧化铁等。
光催化氧化除臭设备光催化氧化是在外界可见光的作用下发生催化作用,光催化氧化反应是以半导体及空气为催化剂，以光为能量，将有机物降解为CO2和H?0。
本公司采用的半导体是目前反应效率最高的纳米TiO2光催化剂,经蜂窝陶瓷载附特殊处理后使用,达到理想效果。
在光催化氧化反应中，通过紫外光照射在纳米TiO2光催化剂上产生电子空穴对，与表面吸附的水份（H2O）和氧气（02）反应生成氧化性很活波的羟基自由基（0H-）和超氧离子自由基（02-、0-）。
能够把各种废臭气体如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其它VOC 类有机物、无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳（C0 2）、水（H2O）以及其它无毒无害物质,同时具有除臭、消毒、杀菌的功效，由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂，所以不会产生二次污染。
该设备核心中的纳米光催化触媒材料（GC-100）是一种吸收光能后，能在其表面产生催化反应的物质，当特定纳米波长的紫外光照射光催化触媒材料（GC-100）时，其表面发生光催化氧化还原反应。
光催化触媒材料（GC-100）吸收光子后在其表面产生电子（E—）和空穴（H +）,将吸收的光能转化成化学能，即具有光催化作用。
当光催化触媒材料（GC-100）与空气中的水接触时，表面就吸附出0O2、0H —，出0 0H—被空穴（H+）所氧化，02被电子（E—）还原，反应式如下：H20+ H+ 0H. + H+ 02+ E—02—.0HH基团的氧化能力较强，使有机物氧化，最终分解为水和C02。
下面为典型污染物的被该装备氧化机理。
脂肪族氧化机理：该装备中激发的特定波长紫外光激发光催化触媒材料（GC-100）所生成的OH. 具有强氧化作用，将脂肪族氧化为醇，进一步氧化为醛、酸，最后脱羧生成二氧化碳，整个过程可描述如下：R-CH2 CH3R-CH2 CH2 OH RCH 2 CHORCH 2 COOHR £出+CO2RCH2 OHRCHOR -COOH每降解一个碳原子，生成一个CO2，重复循环，直到脂肪族完全转化为CO2 为止。
光催化氧化法
探讨氧化光催化的原理需要从分子氧的混合态开始，我们知道氧在室温、惰性气体（如空气）中存在三种自由物质状态：单原子氧（挥发性O）、活性氧（活性氧）和分子氧（O2）。
光催化氧化剂是一种能够将电费子与氧结合起来制备活性氧的物质。
使用光催化氧化剂催化的氧化反应可将分子氧分解成活性的单原子氧，单原子氧可与物质反应，产生焦炭或气体。
这种催化氧化技术是一种特别重要的处理方法，因为它可以减少污染物的浓度，节省能源。
光催化氧化的基本原理是通过光能将有机化合物对氧进行氧化而形成活性氧，活性氧在有机物中进行氧化反应，从而进行氧化分解。
光催化过程是由一种叫做photocatalytic oxidizing（PCO）的物质引起的，PCO能将电子从太阳光中释放出来，将电子结合到活性氧中，然后再将活性氧与物质结合，这样活性氧就可以在这些物质中发挥作用，将有机物氧化。
对于常见的PCO材料，有TiO2、氧化锌等，在有效的光的照射下，这些PCO材料能将有机物转化为二氧化碳和水，降低有害物质的浓度，这是比传统氧化技术更加有效的去除有毒物质的一种方法。
由于操作的简单性，这种技术还被应用于工业过程中治理有害污染物的处理。
PCO以太阳能为能源，将有机物转化为无害或有利的气体，这种技术具有低成本、绿色和无污染等优点，在污染物处理等方面表现出色，可以作为更加可持续的气体处理技术来充分利用太阳能的优势。
总的来说，光催化氧化是使用光照射PCO材料，分解分子氧并将其变成活性氧，有机物以氧化的方式分解，具有低成本、绿色和无污染优点，在处理固体污染物时，此方法比传统技术更具有优势。
由于其简单的操作性能，它已成为处理重金属废水污染物的有效手段。
挥发性有机废气治理中的光催化氧化法处理技术光催化氧化法是一种常用的挥发性有机废气治理技术，通过利用光催化材料中的光活性物质对有机废气进行氧化降解，达到净化空气的目的。
光催化氧化法具有操作简单、能耗低、无二次污染等优点，在挥发性有机废气处理中具有广泛的应用前景。
在光催化氧化法处理技术中，最常用的光催化材料是二氧化钛（TiO2）。
二氧化钛具有良好的光催化活性，并且具有稳定性和可重复使用性。
利用紫外光激发二氧化钛，其表面产生活性氧种（如羟基自由基），能够氧化有机废气分子中的挥发性有机物，将其分解为CO2和H2O等无害物质。
在实际的光催化氧化法处理过程中，为了提高处理效果，通常会采用一种或多种方法进行改进。
其中包括增加光催化剂的比表面积、改变催化剂的形貌、调整催化剂的能带结构等。
还可以通过改进反应体系、调节光源波长、优化反应条件等手段来提高光催化氧化法的处理效率。
光催化氧化法处理技术适用于多种挥发性有机废气的治理。
对于甲醛、苯、二甲苯等挥发性有机物，光催化氧化法可以有效地将其降解为无害物质。
光催化氧化法还可以处理含有有毒组分的废气，如挥发性有机气体中的氰化物、硫化物等。
光催化氧化法也存在一些局限性。
光催化氧化法对光照条件有一定的要求，如果光源不稳定或光照强度不足，则处理效果会受到影响。
光催化氧化法对废气中的湿度和温度也有一定的要求，高湿度和低温下可能会降低光催化剂的活性。
光催化氧化法的处理效率也受到废气中其它成分的影响，如存在过多的氧化物、酸性或碱性物质时，可能会对光催化剂产生损害。
光催化氧化法是一种有效的挥发性有机废气治理技术，具有操作简单、能耗低等优点。
在实际应用中，可以通过改进催化剂和反应条件等手段来提高处理效率。
光催化氧化法仍然存在一些局限性，需要进一步研究和改进，以实现更好的废气治理效果。
挥发性有机废气治理中的光催化氧化法处理技术光催化氧化法是一种利用光催化剂对挥发性有机废气进行降解的治理技术。
它主要通过光催化剂在光照条件下与挥发性有机物发生反应，产生活性氧物种，进而将有机物氧化分解为无害的物质。
光催化氧化法的原理是利用光催化剂吸收光能，从而产生电子和空穴对。
其中电子能级较低的电子与挥发性有机物中的氧化物进行反应，氧化有机物；而空穴能级较高的空穴与水或氧气中的水分子进行反应，生成氢氧自由基等强氧化剂，进一步氧化有机物。
这样，挥发性有机物经过一系列氧化反应后，最终被降解为水和二氧化碳等无害物质。
光催化氧化法的优点是可以高效降解挥发性有机物，适用于广泛的废气处理应用。
相比传统的吸附剂和催化剂，光催化剂具有更高的活性和较长的使用寿命。
光催化氧化法无需添加额外的化学试剂，对环境友好，不会产生二次污染。
光催化氧化法还可以降解一些难降解的有机物，对于一些高浓度和低浓度的废气都有较好的处理效果。
光催化氧化法也存在一些挑战和限制。
光催化剂的选择非常关键，需要根据废气特性和处理要求选择合适的催化剂。
光催化反应对光照条件敏感，需要保持适当的光强和光照时间，因此需要合理设计反应器结构和光源系统。
光催化氧化法对空气洁净度较高的要求较高，因为颗粒物和污染物会降低光催化剂的活性。
在实际应用中，光催化氧化法通常与其他废气处理技术结合使用，以达到更好的处理效果。
可以将光催化氧化法与吸附、蜡烛燃烧等方法组合使用，先去除废气中的颗粒物和高浓度有机物，然后再采用光催化氧化法对残留的低浓度有机物进行处理，从而提高处理效果。
