光催化技术研究进展.pdfVIP

维普资讯 第22卷第2期 阜阳师范学院学报 (自然科学版) V0l-22．No．2 2005年6月 JournalofFuyangTeachersCollege (NaturalScience) June2005 光催化技术研究进展 张文保 (阜阳师范学院 化学系，安徽 阜阳 236032) 摘 要：光催化技术是一种新兴的高效节能现代污水处理技术，从半导体光催化方法、反应机理、各类污染物光催化 降解的现状、提高半导体光催化剂活性的途径、光催化技术发展中存在问题等方面分别论述了半导体光催化技术现 状及发展趋势． 关键词：光催化技术；半导体；污染物；光催化降解 中圈分类号：0643 文献标识码：A 文章编号：1004—4329(2005)02—0034—03 光催化技术具有以下优点；(1)水中所含多种有 当能量大于或等于半导体带隙能的光波 (h)辐 机污染物均可被完全降解为CO。、H。O等，无机污染 射TiO2~t，TiO2价带(VB)上的电子吸收光能( )后 物被氧化或还原为无害物；(2)不需要另外的电子受 被激发到导带(CB)上，使导带上产生激发态 电子 体 (如H。O。)(3)合适的光催化剂具有廉价、无毒、稳 (e一)，而在价带(VB)上产生带正电荷的空穴 (h )． 定及可以重复使用等优点；(4)可以利用取之不尽用 e一与吸附在TiO。颗粒表面上的0。发生还原反应，生 之不竭的太阳能作为光源激活光催化剂；(5)该法结 成07，0 与H’}进一步反应生成H。0 ，而h与H。0、 构简单、操作条件容易控制、氧化能力强、无二次污 OH一发生氧化反应生成高活性的 ·0H，H。0。、0·H 染[11． 把吸附在TiO。表面上的有机污染物 (简称为R)降解 1 光催化反应机理 为COz、H。O等，把无机污染物 (简称为B)氧化或还 原为无害物 (简称为B )． 目前 ，国内外研究最多的光催化剂是金属氧化 物及硫化物 ，其中，因TiO。化学稳定性高、耐光腐 2 半导体光催化法的应用 蚀 ，且具有较大的禁带宽度 (Eq一3．2eV)，氧化还 2．1 悬浮相光催化法 原电位高，光催化反应驱动力大 ，光催化活性高．可 目前 ，国内外悬浮相光催化进行化学合成、污水 使一些吸热的化学反应在被光辐射的TiOz表面得 处理方面取得较大进展，尤其Ti0。研究最多、进展 到实现和加速，加之TiOz无毒、成本低，所以TiO。的 最快． 光催化研究最为活跃．半导体光催化反应机理如图1 吴海宝等[2]采用开放式悬浮相光催化反应器， 所示 (Ti02为例)． 以太阳光激发染料污水悬浮中的TiO。产生 O·H自 由基将染料氧化脱色．实验结果表明：经过 2h太阳 光照射后，阳离子蓝X—GRRL染料脱色率在80～ 93 之间． KikuchiEL3]利用TiO。为光催化剂将硒酸钠还 原为硒化氢．在实验中，以含 100×10 mol／L硒的 硒酸钠溶液为处理对象，在该体系中加入 0．10～ 0．1