光(guang)化(hua)(hua)學及光(guang)催化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)法是目前(qian)研究較(jiao)多(duo)的(de)(de)一項(xiang)高(gao)級氧化(hua)(hua)技(ji)術。所謂光(guang)催化(hua)(hua)反應(ying)(ying),就是在光(guang)的(de)(de)作用下進行的(de)(de)化(hua)(hua)學反應(ying)(ying)。光(guang)化(hua)(hua)學反應(ying)(ying)需要分(fen)子(zi)吸(xi)收特定波(bo)長的(de)(de)電磁輻(fu)射,受激產生(sheng)分(fen)子(zi)激發(fa)態,然后(hou)會發(fa)生(sheng)化(hua)(hua)學反應(ying)(ying)生(sheng)成(cheng)(cheng)新的(de)(de)物(wu)質,或(huo)者(zhe)變成(cheng)(cheng)引發(fa)熱反應(ying)(ying)的(de)(de)中(zhong)間化(hua)(hua)學產物(wu)。光(guang)化(hua)(hua)學反應(ying)(ying)的(de)(de)活化(hua)(hua)能來源于光(guang)子(zi)的(de)(de)能量,在太(tai)陽能的(de)(de)利用中(zhong)光(guang)電轉化(hua)(hua)以(yi)及光(guang)化(hua)(hua)學轉化(hua)(hua)一直是十分(fen)活躍的(de)(de)研究領(ling)域。
光(guang)催化(hua)氧(yang)化(hua)技術利(li)用光(guang)激發氧(yang)化(hua)將(jiang)O2、H2O2等(deng)氧(yang)化(hua)劑與(yu)光(guang)輻射相結(jie)合。所用光(guang)主要為(wei)紫外光(guang),包(bao)括uv-H2O2、uv-O2等(deng)工藝,可(ke)以用于(yu)處理污水(shui)中CCl4、多氯聯苯等(deng)難(nan)降解(jie)物(wu)質(zhi)。另外,在有紫外光(guang)的Fenton體系中,紫外光(guang)與(yu)鐵離子之間存在著協同效應,使H2O2分解(jie)產(chan)生羥基自由(you)基的速率大大加(jia)快,促進有機(ji)物(wu)的氧(yang)化(hua)去除。
發展(zhan)史:1972 年,Fujishima和 Honda在n—型半導(dao)體(ti)TiO2電極上發現了(le)光催(cui)化裂解水反應,在Nature上發表了(le)“Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode”,揭開了(le)多相(xiang)光催(cui)化新時(shi)代的序(xu)幕。
1976 年John. H .Carey等研(yan)究(jiu)了多氯聯苯的光催(cui)化(hua)氧化(hua),被認為是光催(cui)化(hua)技術在消除(chu)環境(jing)污染物方面的首創性研(yan)究(jiu)工作。
1977 年,YokotaT等(deng)發現(xian)在光照條(tiao)件下(xia),TiO2對丙烯環氧(yang)化(hua)具有光催化(hua)活性,從而拓寬了光催化(hua)的應(ying)(ying)用范圍,為有機物氧(yang)化(hua)反應(ying)(ying)提供了一條(tiao)新的思路。
自(zi)1983 年起,A.L.Pruden和(he)D.Follio就烷烴(jing)(jing)、烯烴(jing)(jing)和(he)芳(fang)香烴(jing)(jing)的(de)氯(lv)化物(wu)等一(yi)系(xi)列污染(ran)物(wu)的(de)光催化氧化作了連續研究,發現反應物(wu)都(dou)能迅速降解(jie)。
1989 年(nian),Tanaka.K 等人(ren)研究發現(xian)有機(ji)物(wu)的(de)半導體(ti)光催化過程由羥基(ji)自由基(ji)(OH)引起,在(zai)體(ti)系中加入H2O2可增加OH的(de)濃(nong)度。
進入了(le)90 年代,隨著納(na)米技術(shu)的興起和光(guang)催(cui)化技術(shu)在環境保(bao)護、衛生保(bao)健、有機合成(cheng)等方面應(ying)用研究(jiu)(jiu)的發展迅速(su),納(na)米量級的光(guang)催(cui)化劑的研究(jiu)(jiu),已經成(cheng)為國際上最活躍的研究(jiu)(jiu)領域之一。