光催化氧化法在废水处理中的应用与研究

摘要：介绍了光催化氧化法原理，并讨论现在研究发展情况及在废水处理中的应用。

 

　　关键词：光催化氧化；废水处理

 

　　

 

　　一、引言

 

　　光化学氧化法是近年来日益受重视的污染治理新技术，与湿法氧化相比，光氧化反应
条件温和，处理过程可以在常温常压下进行，因此处理工艺较简单。光氧化法适用范围广，
特别适用于无法或难于生物降解的有毒有机污染物的治理。目前研究较深入的光氧化处理技
术可分为两大类。一类是均相光氧化法，另一类就是非均相半导体光催化氧化法。

 

　　二、光催化氧化法

 

　　

1、原理 

　　光催化技术是利用半导体作为催化剂，当光照射半导体光催化剂时，如果光子的能量
高于半导体的禁带宽度，共价带上的电子受到激发，跃迁到导电带，同时在共价带形成空
穴，这样就产生了电子一空穴对，半导体颗粒的能带间缺少连续的区域，使形成的电子一
空穴对寿命较长，这样受光激发跃迁至导电带的大量电子流向半导体粒子内部，而空穴则
向粒子表面移动。

 

　　

2、影响因素 

　　影响光催化氧化的因素有：（

1）O2 或 H2O2 用量。（2）催化剂种类与用量。（3）光

强度、溶液浓度及

pH 值、温度、无机盐类。 

　　

3、光催化活性的提高途径 

　　

1 光电催化 

　　光电催化是利用外电路驱动电荷

,使光生电子转移到阴极,从而使电子

―空穴对达到有效

分离

,减小了电子

―空穴对的复合。 

　　

2 贵金属沉积 

　　在催化剂的表面沉积适量的贵金属有两个作用：有利于光生电子和空穴的有效分离以
及降低还原反应

(质子的还原、溶解氧的还原)的超电压，从而大大提高催化剂的活性。 

　　

3 半导体金属离子掺杂 

　　金属离子的掺入可能在半导体晶格中引入缺陷位置或改变结晶度等，影响了电子与空
穴的复合或改变了半导体的激发波长，从而改变了光催化剂的光催化活性。

 

　　

4、光催化在废水处理中的应用 

　　

1 染料废水 

　　在染料的生产和应用中，有大量碱度高、色泽深、臭味大的染料废水进入环境，排放的
废水里残留的染料分子进入水体会造成严重的环境污染，其中有的还含有苯环、胺基、偶氮
基团等致癌物质。常用的生物化学法对于水溶性染料的降解效率较低。近年来

,在利用光催化

降解染料的研究日益增多，取得了一定的成果，大多数染料的去除率可达

95%以上。 

　　

2 农药 

　　农药一般分为除草剂和杀虫剂，其危害范围很广，在大气、土壤和水体中停留时间长，
所以其分解去除倍受人们的关注。利用光催化去除农药的优点是它不会产生毒性更高的中间
产物，这是其他方法无法相比的。。

 

　　

3 卤代有机化合物