光(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)及(ji)光(guang)催化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)法是目前(qian)研究較(jiao)多的(de)一項(xiang)高級(ji)氧(yang)化(hua)(hua)技術。所(suo)謂光(guang)催化(hua)(hua)反應(ying)(ying)(ying),就(jiu)是在光(guang)的(de)作用下(xia)進行的(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反應(ying)(ying)(ying)。光(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反應(ying)(ying)(ying)需要分(fen)子吸收特定(ding)波長的(de)電磁輻射,受激產(chan)(chan)生分(fen)子激發態,然后會發生化(hua)(hua)學(xue)(xue)反應(ying)(ying)(ying)生成新的(de)物質(zhi),或者變(bian)成引發熱反應(ying)(ying)(ying)的(de)中間化(hua)(hua)學(xue)(xue)產(chan)(chan)物。光(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反應(ying)(ying)(ying)的(de)活化(hua)(hua)能(neng)(neng)來(lai)源于(yu)光(guang)子的(de)能(neng)(neng)量,在太陽能(neng)(neng)的(de)利(li)用中光(guang)電轉化(hua)(hua)以及(ji)光(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)轉化(hua)(hua)一直是十分(fen)活躍的(de)研究領域。
光(guang)(guang)(guang)催化(hua)氧化(hua)技術(shu)利(li)用光(guang)(guang)(guang)激發氧化(hua)將O2、H2O2等氧化(hua)劑與光(guang)(guang)(guang)輻射相結合。所用光(guang)(guang)(guang)主(zhu)要為紫(zi)外光(guang)(guang)(guang),包(bao)括(kuo)uv-H2O2、uv-O2等工藝,可以用于處理污(wu)水中CCl4、多氯聯苯(ben)等難降解物質。另外,在(zai)有紫(zi)外光(guang)(guang)(guang)的(de)Fenton體系中,紫(zi)外光(guang)(guang)(guang)與鐵離子之間存在(zai)著協同(tong)效應,使H2O2分解產生羥基自(zi)由基的(de)速率大大加快,促進有機物的(de)氧化(hua)去(qu)除。
發(fa)展(zhan)史:1972 年,Fujishima和 Honda在(zai)n—型半導體TiO2電極上(shang)(shang)發(fa)現了光催(cui)化裂解水反應,在(zai)Nature上(shang)(shang)發(fa)表了“Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode”,揭開了多相(xiang)光催(cui)化新時代(dai)的序幕。
1976 年John. H .Carey等研究(jiu)了多(duo)氯聯苯的光催(cui)化氧化,被認為(wei)是光催(cui)化技術在(zai)消除環境污染(ran)物方面的首創性研究(jiu)工作(zuo)。
1977 年(nian),YokotaT等發現(xian)在(zai)光(guang)照條件下,TiO2對(dui)丙烯環氧(yang)化(hua)具有光(guang)催化(hua)活性,從而拓寬了(le)光(guang)催化(hua)的應用范圍,為有機物氧(yang)化(hua)反應提(ti)供了(le)一條新的思路。
自1983 年起,A.L.Pruden和D.Follio就烷(wan)烴(jing)、烯烴(jing)和芳香烴(jing)的氯(lv)化物(wu)等一系列污染物(wu)的光催化氧化作了連續研(yan)究(jiu),發現反應物(wu)都能迅速降(jiang)解(jie)。
1989 年(nian),Tanaka.K 等人研究發(fa)現有機物(wu)的半導體(ti)光催化(hua)過程由羥基(ji)自由基(ji)(OH)引起,在(zai)體(ti)系中加入H2O2可增(zeng)加OH的濃度。
進入(ru)了90 年代,隨著納米(mi)技術的(de)興起和光催化技術在環境保護、衛生保健(jian)、有(you)機(ji)合成等方面(mian)應(ying)用研(yan)究(jiu)的(de)發展迅速,納米(mi)量(liang)級的(de)光催化劑的(de)研(yan)究(jiu),已經成為國際(ji)上(shang)最活躍的(de)研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)之一。