光催化氧化技術在水處理中的應用(編輯修改稿)
2025-08-09 21:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 元素、過渡金屬元素、半導體化合物等。有報道指出，Pt、Pd、Au等重金屬可以促進光催化降解作用，F(xiàn)e3+、Mo5+、Ru3+、Os3+、Re5+和Rh3+％％時也可以顯著提高光催化反應活性，但用C03+、Al3+摻雜時反而會抑制光催化反應活性。摻雜可以提高半導體光催化活性的可能原因如下：(1)適量離子的摻雜(共摻雜)抑制了半導體晶粒的成長，使半導體的粒徑減小，比表面積增大，光生電子和空穴從顆粒體內(nèi)擴散到表面的時間減短、復合幾率減小、到達表面的電子和空穴數(shù)量多，因此光催化活性高；(2)摻雜后，晶格內(nèi)部形成缺陷位，成為電子(e)或空穴(h+)的陷阱，抑制了e／h+的復合，并使半導體的光譜響應范圍向可見光區(qū)紅移，增強了對可見光的吸收，提高了光催化活性。 污水流速及有機污染物含量 在光催化氧化反應器中污水的流速會影響有機物的降解速率，流速越大，光催化氧化反應速率越大。一般光催化氧化反應遵循Langmuir—Hinshelwood模型，反應速率與催化劑表面積和污水中有機物含量成線性關系，污水中有機物質(zhì)初始濃度越高，反應速率越大，但最終有機物的降解率反而越小。 溫度、鹽類等因素光催化對溫度的變化并不敏感，光催化降解酚、六氯苯、草酸時均發(fā)現(xiàn)反應速率常數(shù)和溫度之間的關系符合阿累尼烏斯方程，光催化反應的表觀活化能很低。反應液中各種溶解性鹽類對光催化降解反應的影響比較復雜，它不僅與鹽的種類有關，還與反應的具體條件有關，可能既存在競爭性吸附，又存在競爭性反應。有研究報道，高氯酸、硝酸鹽對光催化氧化的速率幾乎無影響，而硫酸鹽、氯化物、磷酸鹽則因它們很快被催化劑吸附而使得氧化速率下降20％～70％。4 Ti02光催化劑制備和改性 Ti02光催化劑的固定化制備針對Ti02粉末回收困難且不能有效利用可見光等缺點，催化劑固定化不僅是解決催化劑回收利用的有效途徑，也是運用活性組分和載體的各項功能，以改善催化劑功能的理想形式。Ti02固定化制備方法主要有：(1)粉體燒結法，此法簡單易行，光催化活性較高，但存在牢固性欠佳、分布不均等問題。(2)偶聯(lián)法，這種方法將Ti02粉體與載體通過偶聯(lián)劑粘合在一起，適用于制備Ti02復合涂料。(3)溶膠一凝膠法制備Ti02薄膜，這是目前常用的一種制備方法。此法制備的薄膜不僅均勻性和結晶性較好，而且可以通過改變?nèi)苣z一凝膠參數(shù)來控制膜的表面積和孔結構，制得高活性的催化劑，技術簡單，但多次浸漬、提拉使制備過程歷時較長。國內(nèi)外研究中所應用的載體主要有硅膠、玻璃、鋁材、陶瓷、石英玻璃管和光導纖維等。 Ti02的改性[1]Ti02吸收波長狹窄，對太陽光的利用率低。為擴展Ti02吸收波長范圍和提高光催化活性，對Ti02進行改性研究是十分必要的。目前對Ti02的改性研究主要集中在以下幾個方面：(1)半導體復合。通過兩種不同禁帶寬度的半導體復合可提高系統(tǒng)的電荷分散效果，擴大Ti02的光譜響應范圍。復合方式有簡單的組合、摻雜、多層結構和異相組合等。 (2)摻雜金屬離子。金屬離子摻雜可捕獲導帶中電子，改變TiQ結晶度，減少Ti02表面光生電子一空穴對的復合，提高了活性，而且還可使Ti02的吸收波長擴展，以達到充分利用可見光的目的(3)表面光敏化。將一些
外語相關推薦
鄂ICP備17016276號-1