光催化氧化技術在油田廢水處理中的應用及研究進展
摘要:介紹了(le)(le)光催(cui)化氧(yang)化技術的機理,對(dui)光催(cui)化氧(yang)化技術在(zai)油(you)田廢(fei)水處理中的應用及其優缺點(dian)進(jin)行了(le)(le)闡述,提出了(le)(le)今后的發展方向。
關鍵詞:光(guang)催化(hua)氧(yang)化(hua),油田廢水處理,研(yan)究進展,納米二氧(yang)化(hua)鈦(tai)
光(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)技術是一種新興的(de)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)技術。1972年(nian),Fu-jishima和Honda[1]報道了(le)在光(guang)(guang)(guang)電池中(zhong)(zhong)光(guang)(guang)(guang)輻射TiO2可持(chi)續發(fa)生水(shui)的(de)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)還(huan)原反應,標志著光(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)時代的(de)開(kai)(kai)始(shi)。1976年(nian),Carey等[2]在光(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)降(jiang)解水(shui)中(zhong)(zhong)污染物方面(mian)進行了(le)開(kai)(kai)拓性的(de)工作。此后(hou),光(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)技術得到迅(xun)速發(fa)展(zhan)(zhan)。光(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)技術具有(you)反應條件溫和、能(neng)耗低(di)、操作簡(jian)便、能(neng)礦化(hua)(hua)(hua)(hua)絕(jue)大多數有(you)機物、可減(jian)少二次污染及可以用太陽光(guang)(guang)(guang)作為反應光(guang)(guang)(guang)源等突出優點,在難(nan)降(jiang)解有(you)機物、水(shui)體微污染等處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)中(zhong)(zhong)具有(you)其(qi)他傳統水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)工藝所無法比(bi)擬(ni)的(de)優勢,是一種極(ji)具發(fa)展(zhan)(zhan)前途的(de)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)技術,對太陽能(neng)的(de)利用和環境保護有(you)著重大意義。
光催化(hua)技術是利用TiO2等半導體作(zuo)為催化(hua)劑,當半導體材(cai)料(liao)受到(dao)(dao)能量大于其禁帶的(de)(de)光照射時(shi),發生電子(zi)躍遷,在半導體材(cai)料(liao)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)形成電子(zi)∕空穴對。半導體粒(li)子(zi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)空穴可以吸(xi)附(fu)水(shui)分子(zi)或氫氧(yang)根離(li)子(zi),產生具有強氧(yang)化(hua)能力的(de)(de)羥基自由(you)基,將吸(xi)附(fu)于顆粒(li)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)有機污(wu)染物氧(yang)化(hua)分解為無害物質。目前,光催化(hua)技術的(de)(de)應用領域(yu)已擴展到(dao)(dao)多(duo)種污(wu)染物質的(de)(de)處(chu)理(li),包(bao)括烴類、醇、酚、酸、鹵(lu)代脂肪族化(hua)合物、鹵(lu)代芳香類化(hua)合物、含氯化(hua)合物、燃料(liao)、農藥、表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)活性劑、油類、無機物等,并取得了較(jiao)好的(de)(de)效(xiao)果(guo)[2]。
一、TiO2光催化劑的特性及光催化氧化機理
TiO2有(you)銳鈦礦(kuang)型(xing)(xing)、金紅石型(xing)(xing)和板鈦礦(kuang)型(xing)(xing)三種(zhong)晶(jing)型(xing)(xing)。同(tong)樣條(tiao)件(jian)下,銳鈦礦(kuang)型(xing)(xing)的催(cui)化活性較(jiao)好。在眾多光(guang)催(cui)化劑(ji)中,TiO2是目前公認的最有(you)效的半導體(ti)催(cui)化劑(ji),其特點有(you):化學性質穩(wen)定,能(neng)有(you)效吸收太陽光(guang)譜中弱紫(zi)外輻(fu)射(she)部(bu)分,氧化還原(yuan)性極強,耐酸堿和光(guang)化學腐蝕,價廉無毒(du)[3]。

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