1、光催化(hua)法的產生與機理

1972年(nian)Fujishima等發現受輻照的二(er)氧(yang)化(hua)鈦(TiO2)微粒可以使(shi)水發生(sheng)持續的氧(yang)化(hua)還(huan)原反應并產生(sheng)氫氣，揭開了多相光催(cui)化(hua)研究的帷幕(mu)。此后，光催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)技術得(de)到了廣泛的重視和快速的發展。TiO2作(zuo)為一種(zhong)優良的光催(cui)化(hua)劑，以其低廉的成本，穩定的化(hua)學性質(zhi)，無毒無害(hai)的特征，吸(xi)引科(ke)學家們(men)不(bu)斷(duan)探索。

自(zi)1976年(nian)Carey等先(xian)后(hou)報道(dao)了TiO2水濁液(ye)在近紫外(wai)(wai)光(guang)(guang)的(de)照射下可使多氯聯苯(ben)完全脫(tuo)氯去毒、TiO2在多晶(jing)極氙燈(deng)作(zuo)用下對(dui)二(er)苯(ben)酚(fen)、I-、Br-、Cl-、Fe2+、Ce3+和CN-的(de)光(guang)(guang)解過程、TiO2在紫外(wai)(wai)光(guang)(guang)照射下有(you)(you)(you)殺(sha)(sha)菌作(zuo)用以來，大量(liang)的(de)深入研究表明:利(li)用光(guang)(guang)催(cui)化(hua)技術(shu)不僅能夠(gou)處理(li)多種難降(jiang)解有(you)(you)(you)機污染物，同時(shi)具(ju)有(you)(you)(you)很好的(de)殺(sha)(sha)菌及(ji)抑制病毒活性(xing)的(de)作(zuo)用，且不會形成對(dui)人(ren)體有(you)(you)(you)害的(de)中間產物。TiO2光(guang)(guang)催(cui)化(hua)技術(shu)逐漸在水處理(li)領(ling)域(yu)展現出了誘人(ren)的(de)前景，并被認為是當前最具(ju)有(you)(you)(you)開發(fa)(fa)前景的(de)水處理(li)技術(shu)。然而，TiO2只有(you)(you)(you)在紫外(wai)(wai)光(guang)(guang)的(de)激發(fa)(fa)下才能表現光(guang)(guang)催(cui)化(hua)活性(xing)。紫外(wai)(wai)光(guang)(guang)發(fa)(fa)射裝置構造復雜(za)，耗電量(liang)大，運行成本(ben)高(gao)，影響了二(er)氧化(hua)鈦光(guang)(guang)催(cui)化(hua)氧化(hua)技術(shu)在實際工程中的(de)大規模應(ying)用。

太(tai)陽(yang)光是(shi)一(yi)種(zhong)清(qing)潔能源。如果(guo)多(duo)相(xiang)光催(cui)化技術可以以太(tai)陽(yang)光為驅動力(li)，無疑具有強大的工程潛力(li)。但(dan)太(tai)陽(yang)光中(zhong)(zhong)紫(zi)外光的含量(liang)只占3%~5%，因此TiO2直接利(li)(li)用(yong)太(tai)陽(yang)光進(jin)行光催(cui)化的效率較低。為了改善TiO2對(dui)太(tai)陽(yang)光的利(li)(li)用(yong)能力(li)，許多(duo)科學家和(he)實驗室都做了大量(liang)的研究。當前(qian)的研究熱點主要集中(zhong)(zhong)在中(zhong)(zhong)在兩(liang)個方面:一(yi)是(shi)如何(he)提高TiO2對(dui)太(tai)陽(yang)能的利(li)(li)用(yong)效率;二是(shi)如何(he)設計合理的反(fan)應器，充分利(li)(li)用(yong)太(tai)陽(yang)光能。

TiO2光催(cui)化氧(yang)化機理：

TiO2是一種半(ban)導(dao)體光(guang)催化劑，具有(you)銳鈦礦、金(jin)紅石(shi)及(ji)板鈦礦三種晶(jing)體結構(gou)，其中(zhong)只有(you)銳鈦礦結構(gou)和金(jin)紅石(shi)結構(gou)具有(you)光(guang)催化特性(xing)。銳鈦礦型(xing)TiO2粒子(zi)比金(jin)紅石(shi)型(xing)TiO2粒子(zi)具有(you)更高的催化活性(xing)(200~3 000倍)。

TiO2的(de)(de)帶(dai)隙能為(wei)3. 2 eV，相當于波(bo)長為(wei)387.5 nm光子(zi)的(de)(de)能量(liang)，當TiO2受到(dao)波(bo)長小于387.5nm的(de)(de)紫外光照射(she)時(shi)，處于價帶(dai)的(de)(de)電子(zi)就會被激發到(dao)導(dao)帶(dai)上(shang)去，從(cong)而分(fen)(fen)別在(zai)價帶(dai)和(he)導(dao)帶(dai)上(shang)產(chan)生(sheng)(sheng)高活(huo)性的(de)(de)光生(sheng)(sheng)空(kong)穴和(he)光生(sheng)(sheng)電子(zi)9]。光生(sheng)(sheng)電子(zi)和(he)光生(sheng)(sheng)空(kong)穴都有(you)(you)很高的(de)(de)能量(liang)，遠遠高出一般有(you)(you)機(ji)污染(ran)物的(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)鏈(lian)的(de)(de)強度(du)，可以(yi)輕易將有(you)(you)機(ji)污染(ran)物分(fen)(fen)解(jie)(jie)成最(zui)原始的(de)(de)狀態。同(tong)時(shi)光生(sheng)(sheng)空(kong)穴還能與(yu)空(kong)氣中的(de)(de)水分(fen)(fen)子(zi)反應(ying)，產(chan)生(sheng)(sheng)羥自(zi)由基(·OH)，亦可分(fen)(fen)解(jie)(jie)有(you)(you)機(ji)污染(ran)物并且殺(sha)滅細菌、病毒。

2、TiO2對太陽(yang)能利用(yong)效率的提高

2.1　催化劑的表面(mian)修飾

TiO2的(de)光(guang)(guang)催化活性起源于(yu)光(guang)(guang)激發(fa)產(chan)生的(de)電(dian)(dian)(dian)子-空穴對，由于(yu)電(dian)(dian)(dian)子-空穴對易于(yu)復(fu)合，大(da)大(da)降(jiang)(jiang)低了光(guang)(guang)催化降(jiang)(jiang)解效率。如(ru)果TiO2表面有(you)能接(jie)受電(dian)(dian)(dian)子的(de)物(wu)質，改變氧化還(huan)原反應過程，有(you)利(li)于(yu)電(dian)(dian)(dian)子和(he)(he)空穴的(de)轉移，并延(yan)長其分離(li)時(shi)間，就有(you)可能降(jiang)(jiang)低電(dian)(dian)(dian)子與空穴的(de)復(fu)合，提高(gao)TiO2的(de)光(guang)(guang)催化效率。根據半(ban)(ban)導(dao)體(ti)(ti)的(de)特性，通常(chang)采用(yong)如(ru)下修(xiu)(xiu)飾手段:①在半(ban)(ban)導(dao)體(ti)(ti)微粒(li)表面形(xing)成(cheng)淺電(dian)(dian)(dian)子陷阱，俘獲電(dian)(dian)(dian)子，阻止電(dian)(dian)(dian)子和(he)(he)空穴復(fu)合，貴金(jin)屬沉積(ji)、過渡金(jin)屬離(li)子摻雜屬于(yu)這類修(xiu)(xiu)飾。②利(li)用(yong)光(guang)(guang)敏劑和(he)(he)TiO2形(xing)成(cheng)的(de)量子尺(chi)寸效應來(lai)促進半(ban)(ban)導(dao)體(ti)(ti)的(de)光(guang)(guang)生電(dian)(dian)(dian)子-空穴對的(de)生成(cheng)和(he)(he)分離(li)，使其光(guang)(guang)激發(fa)響應范圍向長波方向移動(dong)甚至達到可見光(guang)(guang)區(qu)，為利(li)用(yong)太陽能提供有(you)價值(zhi)的(de)途徑(jing)。

2.2　加入氧化劑

強氧(yang)化劑能(neng)夠產生·OH，可以(yi)作為UV-可見光的(de)一種有(you)效補(bu)充，來提(ti)高降解速率。向(xiang)TiO2光催(cui)化體系中加入O3、O2、H2O2、Fe3+等氧(yang)化劑，能(neng)夠俘獲(huo)催(cui)化劑表面的(de)電子(zi)，有(you)效抑(yi)制電子(zi)和空穴的(de)簡單(dan)復合，同時促(cu)進·OH的(de)生成(cheng)。目前(qian)常用的(de)強氧(yang)化劑有(you)Fenton試劑和Na2S2O8。

Fenton試劑是過氧化氫和亞鐵離(li)子的(de)混合溶液，在酸性環境下，能夠大大提高(gao)被(bei)吸收的(de)UV-可(ke)見光的(de)波長(<580 nm)，但需(xu)要(yao)在反應后(hou)去(qu)除鐵離(li)子。采用(yong)Na2S2O8也可(ke)以達到相(xiang)似的(de)效果，且不需(xu)要(yao)在反應后(hou)再除去(qu)陽離(li)子，但制備較(jiao)為麻煩(fan)。

2.3　光電催化

光電(dian)(dian)(dian)催(cui)化(hua)(hua)是利用(yong)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學輔助減(jian)少電(dian)(dian)(dian)子-空(kong)穴對復合(he)的(de)(de)方法，在(zai)半(ban)導體系統內通(tong)過加(jia)(jia)壓可使電(dian)(dian)(dian)荷分(fen)(fen)離(li)。具體方法是將(jiang)TiO2薄膜覆蓋在(zai)光學透明電(dian)(dian)(dian)極上作為陽(yang)極，鉑絲為陰極，飽和(he)甘汞(gong)電(dian)(dian)(dian)極為參比電(dian)(dian)(dian)極，構成化(hua)(hua)學電(dian)(dian)(dian)極。在(zai)紫外(wai)光照(zhao)射(she)的(de)(de)同時(shi)施(shi)加(jia)(jia)電(dian)(dian)(dian)壓，由光照(zhao)激發(fa)而產(chan)生(sheng)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子通(tong)過外(wai)電(dian)(dian)(dian)路流向陰極，將(jiang)氧化(hua)(hua)態組分(fen)(fen)還原(yuan)，從而降低電(dian)(dian)(dian)子與空(kong)穴的(de)(de)復合(he)速(su)率(lv)，提高(gao)光催(cui)化(hua)(hua)效率(lv)。

3、太陽光反應器

直接利(li)用太陽光(guang)(guang)(guang)中的紫(zi)外線進行光(guang)(guang)(guang)催化降(jiang)解有機物，需要增加紫(zi)外光(guang)(guang)(guang)的照射(she)強度，這(zhe)就(jiu)涉及(ji)到如何聚(ju)光(guang)(guang)(guang)的問題，于是各類型的太陽光(guang)(guang)(guang)反應(ying)器應(ying)運而生(sheng)。

3.1　聚光式反應器

20世紀80年代末，拋物(wu)(wu)(wu)面(mian)柱式聚(ju)(ju)光(guang)反(fan)應(ying)器(PTC)曾(ceng)應(ying)用(yong)于太陽光(guang)催化反(fan)應(ying)，它由(you)聚(ju)(ju)光(guang)器、日光(guang)跟蹤裝置以及反(fan)應(ying)器三部分構成，利用(yong)線聚(ju)(ju)焦方(fang)式來吸收光(guang)能，光(guang)線被(bei)聚(ju)(ju)焦固定到拋物(wu)(wu)(wu)面(mian)或拋物(wu)(wu)(wu)槽上(shang)的(de)管狀(zhuang)反(fan)應(ying)器中。

SERI實(shi)(shi)驗(yan)室在美國(guo)的(de)(de)(de)新墨(mo)西(xi)哥城組裝(zhuang)了第一個(ge)中(zhong)試規(gui)模的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應裝(zhuang)置。該裝(zhuang)置由排成一線(xian)的(de)(de)(de)6個(ge)PTC反(fan)(fan)應器(qi)和6個(ge)單(dan)軸太(tai)(tai)陽(yang)光(guang)追(zhui)蹤(zong)器(qi)構成。凈(jing)采光(guang)面積為465 m2，可(ke)聚集(ji)50倍(bei)太(tai)(tai)陽(yang)光(guang)。緊(jin)接著，西(xi)班牙PSA實(shi)(shi)驗(yan)室也設計(ji)了一個(ge)相似的(de)(de)(de)中(zhong)試裝(zhuang)置。反(fan)(fan)應器(qi)置于小塔樓上，4個(ge)平行的(de)(de)(de)拋物槽上裝(zhuang)有32面鏡子，12個(ge)雙軸太(tai)(tai)陽(yang)能追(zhui)蹤(zong)器(qi)，總面積為32 m2 。

3.2　非聚光式(shi)反應器(qi)

非聚光(guang)(guang)反應器(qi)(qi)通常由一個傾(qing)(qing)斜放置(zhi)(zhi)的(de)(de)固定裝置(zhi)(zhi)構成，傾(qing)(qing)斜的(de)(de)角(jiao)度(du)取決于當(dang)地(di)的(de)(de)太(tai)陽入射(she)角(jiao)。它沒(mei)有(you)專門的(de)(de)太(tai)陽光(guang)(guang)追(zhui)蹤器(qi)(qi)，可以同時(shi)利用直射(she)光(guang)(guang)和散射(she)光(guang)(guang)。Bird等(deng)研究(jiu)表明，1.5個AM (air mass)的(de)(de)條件下，到達地(di)球表面(mian)的(de)(de)太(tai)陽光(guang)(guang)輻(fu)射(she)，散射(she)部分[Edif(300~400 nm)=24.3 W/m2]和直射(she)部分[Edir(300~400 nm) = 25.0 W/m2]幾乎相等(deng)。這意味著，在陰(yin)天或潮濕的(de)(de)環(huan)境中(zhong)，非聚光(guang)(guang)反應器(qi)(qi)有(you)更(geng)好的(de)(de)效(xiao)果。

A 薄膜固定反應床(chuang)(TFFBR)

TFFBR是(shi)較(jiao)早(zao)的(de)(de)一種非聚光式(shi)反應(ying)器。Bockelmann將P25型TiO2附著(zhu)在傾斜的(de)(de)平(ping)板(ban)上，使污(wu)水(shui)(shui)通過(guo)100μm的(de)(de)薄膜，以(yi)蠕動(dong)泵控制(zhi)流(liu)量(liang)為(wei)1~6.5 L/h。其與PTC相比，有(you)較(jiao)好的(de)(de)效果。Nogueira等(deng)將平(ping)均(jun)(jun)粒(li)徑為(wei)30 nm的(de)(de)TiO2以(yi)約10 g/m2的(de)(de)均(jun)(jun)質層形式(shi)固定在平(ping)板(ban)玻(bo)璃(li)上。受污(wu)染的(de)(de)水(shui)(shui)可以(yi)單程方式(shi)流(liu)動(dong)，也(ye)可以(yi)循環方式(shi)流(liu)動(dong)。研究了平(ping)板(ban)形狀、摩爾流(liu)量(liang)、污(wu)水(shui)(shui)層厚度(du)等(deng)對降解效果的(de)(de)影響。

B 雙(shuang)層板反應器(DSSR)

DSSR由一(yi)個(ge)平板(ban)和一(yi)個(ge)透(tou)明的(de)扁箱構成。催化劑(ji)為粉末狀(zhuang)態，隨(sui)水(shui)流在通道(dao)中(zhong)湍(tuan)流循環。Bahnamann等設(she)計了以聚甲(jia)基丙烯酸甲(jia)酯為主要(yao)成分(fen)的(de)有機玻璃構成的(de)雙層板(ban)反(fan)應(ying)器。在紫外輻(fu)射(she)為(20~40) W/m2的(de)條(tiao)件下，研究二氯醋酸的(de)降解情況(kuang):在250 min內，TOC的(de)去(qu)除率達到了78%。

非聚(ju)(ju)光式反應(ying)器(qi)可以同(tong)時利用直(zhi)射和(he)散射部分(fen)的(de)太陽光能，適合不(bu)同(tong)的(de)氣候條件，有較(jiao)高的(de)量子效率(電子-空穴復合率低)和(he)光學效率。其結(jie)構簡單(dan)，對材質無特殊要求(qiu)，投資費用少。但由于非聚(ju)(ju)光反應(ying)器(qi)的(de)反應(ying)表面很大，難以應(ying)用于大流(liu)量的(de)水處(chu)理。

3.3　低聚光(guang)式反應器

聯合拋(pao)(pao)物面(mian)式(shi)反應(ying)器(CPCs)是PTC的(de)(de)一種(zhong)，但它(ta)沒有(you)太陽光追蹤器，由(you)兩個靜止(zhi)不動的(de)(de)拋(pao)(pao)物面(mian)型凹槽構成(cheng)，焦(jiao)線(xian)在(zai)兩部分連接處的(de)(de)上方。特(te)殊的(de)(de)幾(ji)何學構造使之幾(ji)乎可(ke)以搜集所有(you)方向(xiang)的(de)(de)光線(xian)(包括直(zhi)射光和大部分散射光)。

CPCs是(shi)目(mu)前應(ying)用最(zui)多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一種反應(ying)器(qi)。其(qi)反應(ying)一般(ban)在透光(guang)(guang)性較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料制(zhi)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)玻璃(li)管(guan)(guan)和塑料管(guan)(guan)中進行(xing)。催化劑或(huo)負載于(yu)載體填充在管(guan)(guan)中，或(huo)涂于(yu)管(guan)(guan)壁上，也(ye)有(you)直(zhi)接使用懸(xuan)漿狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。為了(le)充分利用太陽光(guang)(guang)，一般(ban)還在反應(ying)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)背光(guang)(guang)面安裝反射(she)(she)性能好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋁板。考慮到試(shi)驗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地點和持續時(shi)間(jian)，反應(ying)板一般(ban)傾斜(xie)放(fang)置，有(you)利于(yu)吸收最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太陽輻射(she)(she)。西班牙PSA實(shi)驗室的(de)(de)(de)(de)(de)(de)CPCs裝置由6個相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)塊構成(cheng)(cheng)，每個模(mo)塊有(you)8個平行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋁面聚(ju)(ju)光(guang)(guang)器(qi)[1.22×0.152×8=1.48(m2)]，聚(ju)(ju)光(guang)(guang)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焦線(xian)上固(gu)定著透明的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Teflon管(guan)(guan)，污水(shui)和懸(xuan)浮態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)TiO2在其(qi)中流動。總流量可以達(da)到2 250~8 000 L/h。CPCs兼具(ju)了(le)聚(ju)(ju)光(guang)(guang)式(shi)反應(ying)器(qi)和非聚(ju)(ju)光(guang)(guang)式(shi)反應(ying)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優(you)點，具(ju)有(you)大規模(mo)工(gong)業應(ying)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潛力，對它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優(you)化設計是(shi)目(mu)前研究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)方向

4、應用實例與研究進展

盡(jin)管太陽光二(er)氧(yang)化鈦光催(cui)化技術顯(xian)示了非凡的(de)(de)潛力，但(dan)目前國(guo)內對它的(de)(de)研究還主要停留在(zai)實(shi)驗(yan)(yan)室階段。國(guo)外(wai)已有一(yi)些太陽光催(cui)化氧(yang)化進行應用和現場試驗(yan)(yan)的(de)(de)報(bao)告。美國(guo)國(guo)家Sandia實(shi)驗(yan)(yan)室、Lawrence Livermoore實(shi)驗(yan)(yan)室以及西班(ban)牙(ya)PSA中心都對此(ci)作了大量(liang)的(de)(de)研究。

SERI實驗室在(zai)美國新墨西(xi)哥城組裝(zhuang)了中試規模的(de)PTC反應(ying)裝(zhuang)置(zhi)，研究其(qi)對(dui)三氯乙(yi)烯(TCE)的(de)去除效果。在(zai)TiO2投加量為0.1%的(de)情況下，TCE的(de)濃度由(you)200 mg/L降至5 mg/L。

Grittenden等在管(guan)狀的光反應(ying)器(qi)里(li)填(tian)充(chong)了(le)負(fu)載于硅膠上的摻鉑(bo)TiO2，研(yan)究其對經過了(le)前處理(li)(充(chong)氧(yang)和去(qu)(qu)除離子)的苯(ben)、甲(jia)(jia)苯(ben)、乙苯(ben)、二甲(jia)(jia)苯(ben)的去(qu)(qu)除效(xiao)果。經過連續25 d的觀察，認為其處理(li)效(xiao)果良(liang)好，只需6.5 min二甲(jia)(jia)苯(ben)就能被完(wan)全分(fen)解。

美(mei)國(guo)佛羅里達州的(de)(de)(de)Gainesville采(cai)用(yong)了一套R2000太陽能(neng)氧化反應(ying)器系統(tong)作為活(huo)(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附的(de)(de)(de)補救技(ji)術。經過一段時間的(de)(de)(de)對比(bi)運行發現，與原有的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附比(bi)較，其有安裝費用(yong)低，消毒(du)效(xiao)果好，以及運行費用(yong)少(shao)的(de)(de)(de)優點(dian)。而且，R2000系統(tong)釋(shi)放(fang)“無殘余毒(du)物”的(de)(de)(de)物質而不需要再進行后處(chu)理以防二次污染。該技(ji)術的(de)(de)(de)最大(da)處(chu)理量(liang)達到了3.78×103m3/d。

Ljubas等研究(jiu)利(li)(li)用太陽光(guang)催化(hua)氧化(hua)技(ji)術去除湖水中的天(tian)(tian)然(ran)有(you)機(ji)物(NOM)作(zuo)為飲用水的預處理工藝。在(zai)克羅地亞(ya)(ya)共(gong)和(he)國亞(ya)(ya)得利(li)(li)亞(ya)(ya)海(hai)島(dao)或達(da)爾馬(ma)提亞(ya)(ya)地區，將湖水曝(pu)曬在(zai)太陽光(guang)下(xia)(不使用集中的反應(ying)器)，通過(guo)組合不同TiO2和(he)雙氧水的投(tou)量(liang)，研究(jiu)天(tian)(tian)然(ran)有(you)機(ji)物的降(jiang)解，確定了天(tian)(tian)然(ran)有(you)機(ji)物最(zui)佳降(jiang)解工況(kuang)時的TiO2投(tou)加量(liang)。

Gelover等通過(guo)溶膠(jiao)-凝膠(jiao)法將不同種(zhong)類的(de)TiO2光(guang)(guang)催化(hua)劑固(gu)定到玻(bo)璃柱上，與日光(guang)(guang)消毒法(SODIS)進行比較(jiao)，考察其在日光(guang)(guang)下殺滅大(da)腸(chang)(chang)桿菌的(de)有效(xiao)性。結果顯(xian)(xian)示，TiO2參與的(de)消毒過(guo)程明顯(xian)(xian)好于SODIS法。在陽光(guang)(guang)充足的(de)日子(zi)里(光(guang)(guang)照度>1 000 W/m2)，固(gu)定化(hua)的(de)TiO2光(guang)(guang)照15 min可以(yi)徹底鈍(dun)化(hua)糞大(da)腸(chang)(chang)肝菌，鈍(dun)化(hua)總大(da)腸(chang)(chang)桿菌則(ze)需要30 min。通過(guo)測試TiO2光(guang)(guang)照消毒后(hou)水中細(xi)菌的(de)再生現(xian)象證明，該工藝至(zhi)少可以(yi)使水的(de)潔(jie)凈狀況保持7天以(yi)上。

Rincon等]研究了(le)在大(da)型CPC反應器中(zhong)，不同劑量或不同配比(bi)TiO2光催化劑的消毒過程。當水(shui)量為20.5 L/min時，處理后在暗處放(fang)置24 h的水(shui)樣未觀測到細菌的復(fu)活。

Santana等研究了(le)8:00~17:00太陽光照射下Nb2O5-TiO2系統對酒廠廢(fei)水(shui)的(de)(de)降解效果，TOC的(de)(de)去除率達(da)到55%。西班牙PSA中心近十年來為太陽光催(cui)(cui)化(hua)氧化(hua)技(ji)術的(de)(de)工業(ye)化(hua)和(he)商業(ye)化(hua)作(zuo)出了(le)巨大的(de)(de)努(nu)力，他們(men)分別在(zai)一些農藥廠以及一些難生(sheng)物降解的(de)(de)廢(fei)水(shui)和(he)市政污水(shui)處理上(shang)取得了(le)較好的(de)(de)應用成果，已(yi)經(jing)開始(shi)進行(xing)標準的(de)(de)太陽光催(cui)(cui)化(hua)氧化(hua)反應器的(de)(de)研制。

Malato等(deng)研(yan)究了CPC反應器中TiO2/Fenton對4種(zhong)水溶(rong)性殺蟲(chong)(chong)劑(敵(di)草(cao)(cao)隆、吡蟲(chong)(chong)啉、伐(fa)蟲(chong)(chong)脒(mi)、滅多(duo)威(wei))的降解效果。試(shi)驗由兩組(zu)相同(tong)的系統(tong)構(gou)成，每組(zu)有3個搜集(ji)器，1個水池和(he)1臺水泵。搜集(ji)器(1.03 m2)安裝在傾斜角37°(當地緯度(du))平面(mian)上(shang)，上(shang)面(mian)固定有8個相連(lian)接的派熱克斯玻璃管。水量(liang)為(wei)20 L/min，直接從(cong)一(yi)格流入(ru)另一(yi)格，最后匯入(ru)水池。試(shi)驗結果顯示，初(chu)始(shi)濃(nong)度(du)為(wei)50 mg/L的吡蟲(chong)(chong)啉、伐(fa)蟲(chong)(chong)脒(mi)、滅多(duo)威(wei)以及(ji)初(chu)始(shi)濃(nong)度(du)為(wei)30 mg/L的敵(di)草(cao)(cao)隆，最終的礦(kuang)化程度(du)達到了90%。

Marugan等研究了(le)在同樣(yang)的反(fan)應器中，硅載(zai)TiO2太陽光催化降解(jie)二氯乙酸的效(xiao)果，結果顯示，Fe/TiO2體(ti)系與TiO2/Fenton體(ti)系降解(jie)效(xiao)果相近。

Malato等研究了TiO2/Fenton系統與生物處理聯用處理工業廢水的效果，作為設計工業化水廠的依據。CPC反應器面積為100 m2，處理能力為250 L/h。原水的初始TOC為500 mg/L左右，并含有難生物降解有機物MPG (α-methylphenylglycine)。經過TiO2/Fenton系統預處理后排入生物處理系統繼續處理。結果顯示，隨著母體化合物被氧化，生物降解能力增強。紫外線光照強度為22.9 W/m2左右時，MPG被充分降解和礦化。目前，該水廠已經建成，正在運行調試中。眾多研究證明，太陽光催化氧化技術對于天然有機物、難生物降解有機物、農藥、微生物等有著良好的處理效果，其接觸時間短，反應徹底。雖然太陽光反應器對光線要求的特殊性使之往往需要巨大的表面積，但由于其采用化學氧化的方法降解污染物，理論上，只要催化活性提高，反應時間盡量縮短，完全可以適應工業規模的要求。綜合考慮，在陽光資源豐富的地區，太陽光催化氧化技術無疑是一個適宜的飲用水處理和污水預處理的工藝。
 

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