1、高級(jí) 氧化 技術(shù) 概述,呂康樂 2008/09/01,我的簡歷,出生年月：1972.09 籍貫：湖北/黃石/陽新 學(xué)習(xí)和工作經(jīng)歷： 1992.09-1995.07 長安大學(xué)工業(yè)分析專業(yè) 1995.07-1996.09 浙江臨海市華城化工聯(lián)營公司技術(shù)員 1996.10-2000.08 浙江華海藥業(yè)股份有限公司技術(shù)員 2000.09-2003.06 浙江工業(yè)大學(xué)工業(yè)催化專業(yè)碩士（工學(xué)碩士） 2003.092006.09 浙江大學(xué)化學(xué)專業(yè)博士 (理學(xué)博士) 聯(lián)系方式：138 7125 2242 ,參考教材,現(xiàn)代光化學(xué)，張建成，王奪元， 化學(xué)工業(yè)出版社，2006 光催化，張金龍，成峰，何斌， 華東理工

2、大學(xué)出版社，2004,問題,高級(jí)氧化技術(shù)？,1、環(huán)境污染治理的高級(jí)氧化技術(shù),傳統(tǒng)的污水處理方法有物理吸附、化學(xué)氧化、微生物處理和高溫焚燒等。但這些方法都存在某些缺點(diǎn)，如效率低、能耗高、適用范圍窄和處理不徹底，容易產(chǎn)生二次污染。 開發(fā)高效、低能耗、使用范圍廣和有深度氧化（advanced oxidation）能力的污染物凈化處理技術(shù)一直是環(huán)保研究者所追求的目標(biāo)。,高級(jí)氧化技術(shù)的定義與特點(diǎn),上世紀(jì)八十年代，Glaze等人將高級(jí)氧化技術(shù)（Advanced Oxidation Process, AOP）定義為：以羥基自由基（.OH）為主要氧化劑的氧化過程。 AOP特點(diǎn)： （1）產(chǎn)生大量非?；顫姷?OH

3、等自由基，直接與廢水中的污染物反應(yīng)，將其降解或礦化為為二氧化碳和水，不會(huì)產(chǎn)生二次污染； （2）反應(yīng)速度很快，能在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到處理的要求； （3）既可作為單獨(dú)處理，又可與其他處理過程相匹配。（如：可以作為生化處理前的預(yù)處理，降低污水處理的成本）。,AOP的代表：TiO2光催化,以半導(dǎo)體TiO2光催化氧化為代表的高級(jí)氧化技術(shù)（AOPs）能夠克服傳統(tǒng)污水處理方法的缺點(diǎn)。 它可以利用太陽能和空氣中的氧氣，就可以降解和礦化水中的有機(jī)污染物。 該方法適用范圍廣、對有機(jī)污染物氧化徹底，不會(huì)帶來二次污染，因而其適用化研究日益受到重視。,2. TiO2光催化的發(fā)展過程,沒有光 就沒有 人類文明*,神奇的光,歷

4、史性事件：TiO2光解水,at TiO2 electrode H2O + 2h+ (1/2)O2 + 2H+ at Pt electrode 2H+ + 2e- H2 Overall reaction H2O + 2hv (1/2)O2 + H2,TiO2光催化發(fā)展的歷史,1972年，TiO2光解水（標(biāo)志）,1976年 ，TiO2/UV光催化能降解聯(lián)苯和氯聯(lián)苯,1977年，首次證明TiO2可以光解水中的氰化物,8090年代，光催化的研究的活躍階段,今天，光催化成為新興的化學(xué)邊緣學(xué)科,ISI Survey by TiO2 or Titanium Dioxide and Photo,Thompso

5、n & Yates. 2006 Chem. Rev.,More*,3. TiO2光催化的應(yīng)用,有機(jī)物降解 環(huán)境凈化 衛(wèi)生保健,半導(dǎo)體光催化以其強(qiáng)勁的氧化能力可以分解破壞許多有機(jī)物。詳細(xì)研究過的已達(dá)100余種以上 汞、鉻、鉛等金屬離子的污染問題,a. 氧化還原性應(yīng)用,Adv. Funct. Mater., 2007, 17, 2728-2738.,Tunable Synthesis of Various Wurtzite ZnS Architectural Structures and Their Photocatalytic Properties,有機(jī)物降解 環(huán)境凈化 衛(wèi)生保健,對環(huán)境中的污染

6、物具有強(qiáng)烈的氧化降解能力，使有機(jī)物分解為水和二氧化碳，所以是凈化環(huán)境的優(yōu)良功能材料,a. 氧化還原性應(yīng)用,有機(jī)物降解 環(huán)境凈化 衛(wèi)生保健,光催化的氧化性對大多數(shù)微生物都有強(qiáng)殺傷力,因此可以考慮作為殺菌消毒的手段,尤其是用于生活用水的凈化。光催化不僅僅能殺死普通的細(xì)菌和病毒,它還能使某些癌細(xì)胞失活,a. 氧化還原性應(yīng)用,b. 親水性應(yīng)用,防霧透明,自清潔,鏡子表面一旦形成霧膜，反射像變得模糊不清。當(dāng)水在TiO2薄膜表面的接觸角小于15時(shí)具有高的水流動(dòng)性，小于10時(shí)有自清潔效果，小于7時(shí)有防霧效果。因此高度親水化表面可起到防止水分子在表面凝聚成小液滴防霧效果。用于浴室的鏡子、農(nóng)用暖房薄膜、儀器儀表

7、的顯示屏、汽車交通工具的門窗玻璃及反光鏡,b. 親水性應(yīng)用,防霧透明,自清潔,建筑、交通運(yùn)輸工具、廣告牌、路牌等表面上，雨水會(huì)自動(dòng)將其清洗干凈。室內(nèi)裝飾及室內(nèi)用具，表面達(dá)到高度的親水性而便于清洗，上面吸附的塵埃很容易擦凈，非常有利于保持表面的潔凈。汽車車身表面涂有這種涂料可減少洗車用水90%。,a.TiO2光催化氧化法 TiO2光催化氧化法，可以使污水中的染料、農(nóng)藥、表面活性劑、鹵代物、油類等多種有機(jī)物進(jìn)行降解。,4. 高級(jí)氧化技術(shù)舉例,(300nm),（UV/H2O2 法）,b.活化H2O2的光催化氧化法,2,4-二硝基甲苯的光催化降解,UV/Fenton反應(yīng) (quick),Fenton反應(yīng),c.紫外光-臭氧光氧化法(O3/UV) 臭氧的氧化電位為2.07V。紫外光-臭氧凈化水的效果較單純使用臭氧效果更好。,(1),(2),(3),d.活化分子氧O2的光催化氧化法 單線態(tài)氧(1O2)的氧化電位為2.2V，高于分子氧的氧化電位1.19V。,5. A