光催化氧化技術(shù)ppt課件(參考版)
2025-05-09 03:50本頁面
【正文】 。TiO2與 In2O CdS或 CdSe等形成的復(fù)合半導(dǎo)體研究較多 。 常用的氧化劑有 O3， O2， H2O2， Fe3+等 。 TiO2光催化劑的改性研究 69 3. 加入氧化劑 促成 由于金屬離子對電子的爭奪 ， 減少了 TiO2中光生電子和空穴的復(fù)合幾率 ， 而產(chǎn)生更多的 68 1. TiO2表面貴金屬沉積 催化劑表面負(fù)載金屬提高光催化效率 ， 如在 TiO2中加入 Pt和 Ag等貴金屬 。 3. 提高光催化劑對太陽光的利用率 67 TiO2光催化劑的改性研究 TiO2在實際應(yīng)用中的缺陷： 1. 光生載流子容易重新復(fù)合，導(dǎo)致光量子效率很低。 66 TiO2光催化技術(shù)展望 今后的研究主要集中在以下幾方面 : 1. 設(shè)計高效的光催化反應(yīng)器。 與TiO2表面光生電子共價連接的吸附物 ， 也能提高光催化劑的活性 。OH → CO 32 + H2O 影響 TiO2光催化效率的因素 64 （ 七 ） 反應(yīng)溫度 有研究表明： TiO2光催化降解苯酚時的起始反應(yīng)速率隨著溫度的升高略有增加 ， 在光強較高時 ， 這種現(xiàn)象尤為突出 。OH清除劑，存在時能降低光催化的反應(yīng)活性。研究證明，光催化氧化的速率和效率在有 O H2O過硫酸鹽、高碘酸鹽存在時明顯提高。 影響 TiO2光催化效率的因素 62 （五）外加氧化劑 光催化反應(yīng)要有效地進行，需要減少光生電子和空穴的簡單復(fù)合，這可以通過使光生電子、光生空穴或兩者被不同的基元捕獲來實現(xiàn)。 低濃度時 ， 上式可以簡化為： r = ?KC = K180。 因此 ， 在選擇光催化反應(yīng)的最佳 pH值時 ， 要考慮光強大小的影響 。L1L1 pH值的變化對不同反應(yīng)物降解的影響也不同 。 光強過強 ， 光催化效果不一定好 ， 因為此時存在中間氧化物在催化劑表面的競爭性復(fù)合 。 影響 TiO2光催化效率的因素 59 （ 二 ） 光源與光強 TiO2表面雜質(zhì)和晶格缺陷使得 TiO2在一個較大的波長范圍里有光催化活性 。 影響 TiO2光催化效率的因素 58 3. 混晶效應(yīng) 目前的研究發(fā)現(xiàn)高光催化活性的 TiO2多數(shù)為銳鈦礦型與金紅石型的混合物 。因此表面積是決定反應(yīng)基質(zhì)吸附量的重要因素，在晶格缺陷等其它因素相同時，表面積越大，吸附量越大，活性越高。 57 2. 表面積 表面積是決定反應(yīng)物吸附量的重要因素。 TiO2粒徑越小，表面原子增加，光吸收效率提高，而增加了表面光生載流子的濃度。 TiO2光催化作用在水處理中的應(yīng)用 56 影響 TiO2光催化效率的因素 （一）催化劑 1. 粒徑大小 從光催化機理來看， TiO2光催化氧化有機污染物實際上是一種自由基反應(yīng)。 TiO2光催化作用在水處理中的應(yīng)用 55 7. 含菌廢水的處理 廢水中含有大量的有害細(xì)菌 ， 且種類繁多 ， 嚴(yán)重危害人體健康 。 TiO2光催化作用在水處理中的應(yīng)用 54 6. 飲用水處理 一般常規(guī)水處理工藝只能去除水體中的懸浮物及大部分有機物 ， 而水中含有的溶解性有機物及大量細(xì)菌無法通過常規(guī)工藝去除 ， 致使供水水質(zhì)無法保證 ，影響生活飲用水的供水安全 。 TiO2光催化作用在水處理中的應(yīng)用 53 5. 無機廢水的處理 ◎ TiO2可以將貴金屬如金 、 銠 、 鈀 、 鍺等在其表面沉積下來 ， 便于回收 。 4. 鹵代芳烴處理 主要的鹵代芳烴污染物均可在光催化過程中被完全降解 。 采用光催化方法雖然不能使所有的污染物完全礦化 ， 但不會產(chǎn)生毒性更高的中間產(chǎn)物 。 2. 農(nóng)藥廢水處理 農(nóng)藥廢水主要是除草劑 、 有機磷農(nóng)藥 、 三氯苯氧乙酸 、DDVP、 DEP等 。 44 擋板式光催化反應(yīng)器 懸浮式 45 鼓泡床式光催化反應(yīng)器 懸浮式 46 平板式光催化反應(yīng)器 負(fù)載式 47 管式光催化反應(yīng)器 負(fù)載式 48 多葉轉(zhuǎn)盤式光催化反應(yīng)器 負(fù)載式 49 旋轉(zhuǎn)式光催化反應(yīng)器 負(fù)載式 50 光催化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域 51 TiO2光催化作用在水處理中的應(yīng)用 1. 染料廢水處理 染料廢水堿度高 、 色澤深 、 臭味大 ， 并且還有苯環(huán) 、 胺基 、 偶氮基團等致癌物質(zhì) ， 一般的生物化學(xué)法對于水溶性染料的降解效率很低 ， 且易造成二次污染 。 6. 金屬類： 價格貴 ， 負(fù)載困難而使用較少 。 5. 有機類： 某些高分子聚合物 ， 如飽和的碳鏈聚合物 ， 有較強的抗氧化能力 ， 短期內(nèi)使用 。 42 TiO2光催化劑載體種類 4. 陶瓷類： 多孔性物質(zhì) ， 對 TiO2顆粒具有良好的附著性 ， 耐酸堿性和耐高溫性較好 。 3. 玻璃類： 價廉易得 ， 良好的透光性 ， 便于設(shè)計成各種形狀 。 例：活性炭 、硅膠等 。例：硅藻土 、 高嶺土 、 天然沸石和膨脹珍珠巖等 。 良好的光催化劑載體應(yīng)具有的特點： 1. 具有良好的透光性； 2. 在不影響光催化活性的前提下 ， 與 TiO2顆粒間具有較強的結(jié)合力；3. 比表面積大； 4. 對被降解的污染物有較強吸附性； 5. 易于固液分離； 6. 有利于固－液傳質(zhì)；7. 化學(xué)惰性和光穩(wěn)定性； 8. 材料易得 ， 價格便宜 。 TiO2膜的表面形貌 39 溶膠 凝膠法與傳統(tǒng)方法相比，有以下的優(yōu)點： ① 樣品的均勻度比較高：尤其是多組分的制品 ， 其均勻度可達分子或原子尺度； ② 樣品的純度高：因為所用原料的純度高 ， 而且溶劑在處理過程中易被除去； ③ 反應(yīng)溫度比傳統(tǒng)方法約低 400~500℃ ， 因為所需生成物在燒成之前已部分形成 ， 且凝膠的比表面積很大；
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