文档介绍：光催化及其对有机污染物的降解主讲人:几米主要内容?㈠研究背景?㈡光催化氧化降解机理?㈢光催化降解的催化剂?㈣光催化降解实例?㈤结论㈠研究背景?有机污染物广泛地存在于水、土壤和大气环境中,这些有机污染物只有少部分能在自然环境中自行降解,其中大多数是有毒有害的物质。一些还有“致癌、致畸、致突变”的“三致性”。?工业上去除有机物的方法有吸附浩、生化法和混凝沉降法等。光催化降解法始于 1972 [1] 年,是近三十年发展起来的污水处理新方法。自 70 年代末开始,利用光催化降解处理各类污染物废水的研究已有大量的报导,光催化降解法可以有效地降解多种有机污染物并将多种有机物全部矿化为 CO 2、 H ,达到无害处理的要求。㈡光催化氧化降解机理[2] ?光催化氧化的机理主要是自由基反应,而体系产生的活性中间体 H 2O 2则是形成自由基的重要引发剂。?以下任何反应都可以使 H 2O 2产生羟基自由基 H 2O 2 ----2OH . H 2O 2 +O 2 ----OH . +OH- +O 2 H 2O 2 +e----- OH . +OH- ?光催化体系中的有机物在· OH 作用下,发生快速氧化反应及自由基链反应,而使有机物迅速矿化而去除. ㈢光催化降解的催化剂?主要的光催化剂类型: ⑴金属氧化物或硫化物光催化剂⑵分子筛光催化剂⑶有机物光催化剂⑴金属氧化物或硫化物光催化剂?常见的金属氧化物或硫化物光催化剂有 TiO 2、 ZnO 、 WO 3、 Fe 2 O 、 ZnS 、 CdS 和 PbS 等。其中, CdS 的禁带宽度较小,与太阳光谱中的近紫外光段有较好的匹配性,可以很好地利用自然光源,但容易发生光腐蚀,使用寿命有限。 TiO 2具有催化能力强、化学稳定性好、无毒、价格低等优点,是目前研究和应用最广泛的光催化剂[3]。为提高金属氧化物或硫化物光催化剂的催化性能可对其进行修饰改性:①表面修饰的光催化剂:表面修饰的方式主要有沉积贵金属[4]、掺杂过渡金属离子[5]和半导体的复合[6]等。②纳米材料光催化剂[7]:当催化剂粒度在 1nm ~ l0 nm 时,呈现纳米材料的表面效应和量子效应,催化活性提高。纳米催化剂还具有可见光透过性好、光吸收能力强、耐热性好、耐腐蚀和无毒等优点。③负载型光催化剂:负载型光催化剂避免了光催化悬浮体系中催化剂难分离回收的问题,从而实现连续稳定操作。负载方法可以是在基质上制成催化剂膜,或催化剂以微粒状吸附负载于载体上。