高級氧化技術——

光催化技術

（TechnologyofPhotocatalysis)高級氧化技術——

1主要內容廢水處理的緊迫性目前廢水處理的技術及其優(yōu)缺點廢水處理中的高級氧化技術——光催化氧化法展望主要內容廢水處理的緊迫性2廢水處理的緊迫性工業(yè)的發(fā)展造成了越來越嚴重的環(huán)境污染，水體中大量污染物嚴重威脅著人類自身的健康。

1994年以來，美國在飲用水中發(fā)現(xiàn)了100多種合成有機物，如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等，具有“三致”作用。根據(jù)我國1998年對全國109700公里河流進行的評價，我國河流長度有70.6%被污染，其中有機污染是一個不可忽視的因素。廢水處理的緊迫性工業(yè)的發(fā)展造成了越來越嚴重的環(huán)境污染，水體中3難降解有機廢水如醫(yī)藥、化工、染料工業(yè)廢水的特點：CODCr（化學耗氧量）高，一般為數(shù)萬mg/L，而國家的排放最低標準僅為300mg/L（二級排放標準）；BOD5/COD小于0.1，可生化性低。廢水處理的緊迫性難降解有機廢水如醫(yī)藥、化工、染料工業(yè)廢水廢水處理的緊迫性4SeminarII廢水處理中的高級氧化技術及應用課件5SeminarII廢水處理中的高級氧化技術及應用課件6SeminarII廢水處理中的高級氧化技術及應用課件7SeminarII廢水處理中的高級氧化技術及應用課件8常用的廢水處理方法物理處理法：格柵，篩網(wǎng)，沉淀，隔油，氣浮，過濾，離心化學處理法：中和，混凝，化學沉淀氧化還原，離子交換，膜析生物處理法：好氧（生物膜法、活性污泥法），厭氧常用的廢水處理方法物理處理法：格柵，篩網(wǎng)，沉淀，隔油，氣9高級氧化技術-光催化氧化法

光催化氧化法是一種新型的水污染治理技術，利用光照射半導體催化劑（如：TiO2），在水中產(chǎn)生羥基自由基，氧化水中的污染物。高級氧化技術-光催化氧化法光催化氧化法是一種新型的水污10TiO2的光催化反應機理TiO2的光催化反應機理11

TiO2

hve-+h+h++H2O?OH+H+e-+O2?O2-

H+HO2?2HO2?O2+

H2O2H2O2+

?O2-?OH+HO-+O2

高級氧化技術-光催化氧化法TiO2半導體在溶液中的基本反應式TiO2hve-+h+高級氧化12光催化氧化特點：設備結構簡單，反應條件溫和，操作條件容易控制氧化還原性強，COD去除率高，無二次污染可利用太陽光TiO2化學穩(wěn)定性高、無毒、價廉高級氧化技術-光催化氧化法光催化氧化特點：高級氧化技術-光催化氧化法13光催化氧化的應用——無機污染物廢水Cr2O7

2-+16H++12e-=Cr2O3+8H2OHg2++2e-=HgPb2++2H2O+2h+=PbO2+4H+Mn2++2H2O+2h+=MnO2+4H+2Co2++3H2O+2h+=Co2O3+6H+光催化氧化的應用——無機污染物廢水Cr2O72-+16H14光催化氧化的應用——有機污染物廢水有機污染物

催化劑

光源

產(chǎn)物

烴類

脂肪烴芳香烴

TiO2

紫外燈

CO2,H2O鹵代化合物

鹵代烷烴鹵代烯烴鹵代脂肪酸

鹵代芳香化合物CDD，DCDD

TiO2

Fe2O3TiO2ZnOCdSPt/TiO2

紫外燈

紫外燈HCl,H2O

HCl,H2O光催化氧化的應用——有機污染物廢水有機污染物催化劑光源15光催化氧化的應用——有機污染物廢水羧酸

乙酸，丙酸，丁酸，戊酸，乳酸TiO2CdSZnOPt/TiO2

紫外燈氙燈

CO,H2,烷烴，醇，酮，酸

表面活性劑

DBSSDSBSTiO2

日光燈

CO2,HCl,SO32-

農(nóng)藥廢水DDT敵敵畏，敵百蟲有機磷農(nóng)藥TiO2Pt/TiO2紫外燈光催化氧化的應用——有機污染物廢水羧酸乙酸，丙酸，丁酸，戊16光催化氧化的應用——有機污染物廢水染料

酸性紅G直接耐酸大紅4BS活性艷紅X-3B酸性艷藍G卡普隆5GS陽離子艷紅5GN直接耐曬翠藍RGL甲基藍，羅丹明B染料中間體H酸中性黑，一品紅TiO2

紫外燈日光燈

CO2,H2O無機離子中間產(chǎn)物

光催化氧化的應用——有機污染物廢水染料酸性紅GTiO2紫17展望用于飲用水的深度處理，去除水中微量的有機物用于工業(yè)廢水的處理，去除其中的有機污染物展望用于飲用水的深度處理，去除水中微量的有機物18制備高效催化劑，提高光催化劑的量子轉化效率；擴大光催化劑的吸收波長范圍，尤其是開發(fā)可見光光催化劑，以便充分利用太陽光。尋找合適的載體和固定化方法，大型光催化氧化反應器的設計反應機理研究中尚缺乏中間產(chǎn)物及活性物種的鑒定，機理研究仍處于設想與推測階段展望制備高效催化劑，提高光催化劑的量子轉化效率；展望19Thankyou!Thankyou!20演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！21高級氧化技術——

光催化技術

（TechnologyofPhotocatalysis)高級氧化技術——

22主要內容廢水處理的緊迫性目前廢水處理的技術及其優(yōu)缺點廢水處理中的高級氧化技術——光催化氧化法展望主要內容廢水處理的緊迫性23廢水處理的緊迫性工業(yè)的發(fā)展造成了越來越嚴重的環(huán)境污染，水體中大量污染物嚴重威脅著人類自身的健康。

1994年以來，美國在飲用水中發(fā)現(xiàn)了100多種合成有機物，如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等，具有“三致”作用。根據(jù)我國1998年對全國109700公里河流進行的評價，我國河流長度有70.6%被污染，其中有機污染是一個不可忽視的因素。廢水處理的緊迫性工業(yè)的發(fā)展造成了越來越嚴重的環(huán)境污染，水體中24難降解有機廢水如醫(yī)藥、化工、染料工業(yè)廢水的特點：CODCr（化學耗氧量）高，一般為數(shù)萬mg/L，而國家的排放最低標準僅為300mg/L（二級排放標準）；BOD5/COD小于0.1，可生化性低。廢水處理的緊迫性難降解有機廢水如醫(yī)藥、化工、染料工業(yè)廢水廢水處理的緊迫性25SeminarII廢水處理中的高級氧化技術及應用課件26SeminarII廢水處理中的高級氧化技術及應用課件27SeminarII廢水處理中的高級氧化技術及應用課件28SeminarII廢水處理中的高級氧化技術及應用課件29常用的廢水處理方法物理處理法：格柵，篩網(wǎng)，沉淀，隔油，氣浮，過濾，離心化學處理法：中和，混凝，化學沉淀氧化還原，離子交換，膜析生物處理法：好氧（生物膜法、活性污泥法），厭氧常用的廢水處理方法物理處理法：格柵，篩網(wǎng)，沉淀，隔油，氣30高級氧化技術-光催化氧化法

光催化氧化法是一種新型的水污染治理技術，利用光照射半導體催化劑（如：TiO2），在水中產(chǎn)生羥基自由基，氧化水中的污染物。高級氧化技術-光催化氧化法光催化氧化法是一種新型的水污31TiO2的光催化反應機理TiO2的光催化反應機理32

TiO2

hve-+h+h++H2O?OH+H+e-+O2?O2-

H+HO2?2HO2?O2+

H2O2H2O2+

?O2-?OH+HO-+O2

高級氧化技術-光催化氧化法TiO2半導體在溶液中的基本反應式TiO2hve-+h+高級氧化33光催化氧化特點：設備結構簡單，反應條件溫和，操作條件容易控制氧化還原性強，COD去除率高，無二次污染可利用太陽光TiO2化學穩(wěn)定性高、無毒、價廉高級氧化技術-光催化氧化法光催化氧化特點：高級氧化技術-光催化氧化法34光催化氧化的應用——無機污染物廢水Cr2O7

2-+16H++12e-=Cr2O3+8H2OHg2++2e-=HgPb2++2H2O+2h+=PbO2+4H+Mn2++2H2O+2h+=MnO2+4H+2Co2++3H2O+2h+=Co2O3+6H+光催化氧化的應用——無機污染物廢水Cr2O72-+16H35光催化氧化的應用——有機污染物廢水有機污染物

催化劑

光源

產(chǎn)物

烴類

脂肪烴芳香烴

TiO2

紫外燈

CO2,H2O鹵代化合物

鹵代烷烴鹵代烯烴鹵代脂肪酸

鹵代芳香化合物CDD，DCDD

TiO2

Fe2O3TiO2ZnOCdSPt/TiO2

紫外燈

紫外燈HCl,H2O

HCl,H2O光催化氧化的應用——有機污染物廢水有機污染物催化劑光源36光催化氧化的應用——有機污染物廢水羧酸

乙酸，丙酸，丁酸，戊酸，乳酸TiO2CdSZnOPt/TiO2

紫外燈氙燈

CO,H2,烷烴，醇，酮，酸

表面活性劑

DBSSDSBSTiO2

日光燈

CO2,HCl,SO32-

農(nóng)藥廢水DDT敵敵畏，敵百蟲有機磷農(nóng)藥TiO2Pt/TiO2紫外燈光催化氧化的應用——有機污染物廢水羧酸乙酸，丙酸，丁酸，戊37光催化氧化的應用——有機污染物廢水染料

酸性紅G直接耐酸大紅4BS活性艷紅X-3B酸性艷藍G卡普隆5GS陽離子艷紅5GN直接耐曬翠藍RGL甲基藍，羅丹明B染料中間體H酸中性黑，一品紅TiO2

紫外燈日光燈

CO2,H2O無機離子中間產(chǎn)物

光催化氧化的應用——有機污染物廢水染料酸性紅GTiO2紫38展望用于飲用水的深度處理，去除水中微量的有機