光催化氧化是指催化劑在太陽(yáng)光作用下與溶液中的氧氣發(fā)生一系列反應(yīng)生成強(qiáng)氧化性的?OH將有機(jī)污染物快速氧化分解的一種方法，該技術(shù)因其僅僅只需要提供催化劑，利用太陽(yáng)能免費(fèi)能源，是一種非常綠色環(huán)保的技術(shù)。目前，TiO2、ZnO和WO3等成為熱點(diǎn)研究的光催化劑。其中，TiO2光催化氧化技術(shù)研究技術(shù)方面相對(duì)成熟，應(yīng)用也比較廣泛。
在半導(dǎo)體分類中TiO2能帶結(jié)構(gòu)由一個(gè)空的高能導(dǎo)帶和一個(gè)充滿電子的低能價(jià)帶構(gòu)成，兩者之間區(qū)域稱為禁帶，寬度為3.2 eV。采用能量大于3.2 eV的紫外光照射TiO2表面，價(jià)帶中的電子會(huì)受到光照激發(fā)躍遷至導(dǎo)帶，使導(dǎo)帶生成電子空穴對(duì)。產(chǎn)生的電子空穴容易捕獲電子，可奪取水或有機(jī)物的電子e-，從而生成羥基自由基?OH。利用?OH對(duì)污水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化，最終使得污染物得到去除。
TiO2光催化氧化機(jī)理
目前，納米TiO2光催化氧化技術(shù)分為均相催化和非均相催化兩大類。均相催化是直接在廢水中投加二氧化鈦催化劑，由于粉末催化劑比表面積較大，對(duì)有機(jī)物具有較好的吸附作用以及對(duì)光子具有較好的吸收，受光充分，因而具有較好的光催化作用。然而，存在催化劑 TiO2粉末難以有效分離回收，在水溶液中易發(fā)生凝聚而使得催化劑效果變差等問(wèn)題。非均相體系的優(yōu)點(diǎn)是將催化劑負(fù)載在固定介質(zhì)上，解決了均相體系回收難的問(wèn)題，但催化效率降低。另外，光催化氧化技術(shù)普遍存在光轉(zhuǎn)化效率低，導(dǎo)致?OH產(chǎn)率低而影響處理效果。
針對(duì)光催化氧化技術(shù)存在的以上缺陷，深圳清泉聯(lián)合高校，提出開(kāi)發(fā)新型一體化納米TiO2光催化氧化技術(shù)，目的是為了實(shí)現(xiàn)該技術(shù)在難生物降解廢水深度處理領(lǐng)域的廣泛使用。
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