光(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)及光(guang)催化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)法是(shi)目前研(yan)究較多的(de)(de)一(yi)項高(gao)級氧化(hua)(hua)技術。所謂(wei)光(guang)催化(hua)(hua)反(fan)應,就(jiu)是(shi)在(zai)光(guang)的(de)(de)作用下進行(xing)的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反(fan)應。光(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反(fan)應需(xu)要分(fen)子吸收特(te)定波(bo)長的(de)(de)電磁輻射,受(shou)激(ji)產生(sheng)分(fen)子激(ji)發(fa)態,然(ran)后(hou)會發(fa)生(sheng)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反(fan)應生(sheng)成新的(de)(de)物質,或者變成引發(fa)熱反(fan)應的(de)(de)中間(jian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)產物。光(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反(fan)應的(de)(de)活化(hua)(hua)能來源于光(guang)子的(de)(de)能量,在(zai)太陽能的(de)(de)利用中光(guang)電轉化(hua)(hua)以及光(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)轉化(hua)(hua)一(yi)直(zhi)是(shi)十分(fen)活躍的(de)(de)研(yan)究領域(yu)。
光(guang)催化(hua)氧化(hua)技術利用光(guang)激發氧化(hua)將O2、H2O2等(deng)氧化(hua)劑與光(guang)輻射相結合。所用光(guang)主要為紫外光(guang),包括uv-H2O2、uv-O2等(deng)工(gong)藝,可以(yi)用于處理污水(shui)中CCl4、多氯聯苯等(deng)難降解物質。另外,在有(you)紫外光(guang)的Fenton體(ti)系中,紫外光(guang)與鐵離子之間存在著協同(tong)效應,使H2O2分解產生羥基自由基的速率大大加快,促(cu)進有(you)機(ji)物的氧化(hua)去除。
發(fa)展(zhan)史:1972 年(nian),Fujishima和(he) Honda在(zai)n—型(xing)半(ban)導體(ti)TiO2電(dian)極上發(fa)現了光催(cui)化裂解水反應,在(zai)Nature上發(fa)表了“Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode”,揭開了多(duo)相光催(cui)化新時代(dai)的序幕(mu)。
1976 年John. H .Carey等研(yan)究(jiu)了多氯聯苯的(de)光催化(hua)氧化(hua),被認為是(shi)光催化(hua)技術在消除環境污染物方面的(de)首創(chuang)性研(yan)究(jiu)工作。
1977 年,YokotaT等(deng)發(fa)現在光(guang)照條件下,TiO2對丙烯環(huan)氧化具有光(guang)催(cui)化活性,從而(er)拓寬(kuan)了光(guang)催(cui)化的應(ying)用范圍,為有機物氧化反應(ying)提供(gong)了一(yi)條新的思路。
自1983 年(nian)起,A.L.Pruden和(he)(he)D.Follio就烷烴、烯烴和(he)(he)芳香烴的氯(lv)化物等一系列污染物的光(guang)催化氧化作(zuo)了連續研究,發(fa)現(xian)反(fan)應物都能迅速降(jiang)解。
1989 年,Tanaka.K 等人(ren)研究(jiu)發現有機物的半導體(ti)(ti)光催(cui)化過程由羥(qian)基自(zi)由基(OH)引起,在體(ti)(ti)系(xi)中加(jia)入(ru)H2O2可增加(jia)OH的濃度(du)。
進入了90 年代,隨著(zhu)納米(mi)技(ji)(ji)術的(de)(de)興起和光催化(hua)技(ji)(ji)術在環境保護、衛生保健、有機合成等方面應用研(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)發展迅速(su),納米(mi)量級的(de)(de)光催化(hua)劑的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu),已經(jing)成為國際上最活躍(yue)的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)領域之一。