悬浮型和负载型光催化反应体系的研究进展.pdfVIP

2012 年7 月 轻工科技 第7 期（总第164 期） LIGHT INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY 化工与材料 悬浮型和负载型光催化反应体系的研究进展 姚林飞 （浙江工业大学生物与环境工程学院，浙江杭州 31 001 4） 【摘 要】 TiO 2 光催化能有效的降解水体中的有机和无机污染物，在水处理领域中应用相当广泛。根据TiO 2 的存在形 式，光催化反应体系可以分为悬浮型和负载型。阐述了悬浮型和负载型体系各自的优缺点，并对未来光催化技术的应用研究进 行了展望。 【关键词】 TiO ；悬浮型；负载型 2 X703 A 2095- 3518 （2012）07 －41 －02 【中图分类号】 【文献标识码】 【文章编号】 生的·OH 的强氧化性，把目标污染物降解为CO 和H O。无论 1 引言 2 2 自1972 年 Fujishima 和 Honda 发现光电池中光照射 从吸附还是降解机理（图1）方面来看，催化剂的表面积在整个 TiO2 可以发生水的氧化还原反应放出H2 以来，光催化技术因 光催化反应中都起着重要的作用。增大光催化剂的表面积可以 其高效率、低能耗、操作简单等特点在水处理技术中应用非常 加强对目标污染物的吸附，从而使尽量多的污染物聚集在催化 广泛。作为高级氧化技术的一种，光催化技术不仅能把大部分 剂周围，以尽可能大的发挥其催化作用。 的有机污染物尤其是一些难生物降解的有机物降解为小分子 现在通常所用的光催化剂TiO2 的粒径为纳米级，所以有 2 物质或者是二氧化碳和水；而且对难处理的染料废水也有着很 着极大的比表面积（BETP =50m /g）。但是当TiO 进入到溶液 25 2 好的降解效率。 中，会发生团聚效应，使催化剂的比表面积大大降低。把TiO2 光催化反应器根据催化剂的存在形式主要可以分为悬浮 负载到载体表面后，一方面可以缓减颗粒的团聚现象；但是另 型和负载型。悬浮型体系由于催化剂能在水溶液中均匀的分散 一方面，这样的载体催化剂本身又会使TiO2 与液相的接触面 [1] [6] 而表现出较高的光催化活性 ，从而被研究者广泛的应用研究 积减少。Silvia G.等人 在用玻璃负载的TiO2 对氯酚降解的过 [2，3]。但是光催化剂在溶液中的颗粒非常小，即便团聚之后也只 程中发现，刚开始的五分钟内氯酚的去除率几乎为零；而在同 有微米级，传统的分离方法像沉淀、离心、絮凝很难将其彻底分 样的条件下，当改用悬浮型P25 时发现氯酚的去除率达到了 [4] 30%。作者认为这时的去除率主要归结于催化剂的吸附性，P25 离 ，一旦流入到环境水体中，由于其良好的化学稳定性而很难 被微生物分解，就会造成一定的环境污染。 由于比表面积大而表现出了较强的吸附性。但是当选用活性碳 [7，8] [9] 自1993 年，光催化剂被负载到惰性支撑体上的想法