光(guang)(guang)(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)及(ji)光(guang)(guang)(guang)催化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)法是(shi)目前研(yan)(yan)究較多的(de)(de)一項(xiang)高級氧化(hua)(hua)技術。所謂光(guang)(guang)(guang)催化(hua)(hua)反(fan)應,就是(shi)在光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)作用下(xia)進行的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反(fan)應。光(guang)(guang)(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反(fan)應需要(yao)分(fen)子吸收(shou)特定(ding)波長的(de)(de)電磁輻(fu)射,受激產(chan)生(sheng)分(fen)子激發(fa)態,然后會(hui)發(fa)生(sheng)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反(fan)應生(sheng)成新的(de)(de)物(wu)質(zhi),或(huo)者(zhe)變成引(yin)發(fa)熱(re)反(fan)應的(de)(de)中(zhong)間化(hua)(hua)學(xue)(xue)產(chan)物(wu)。光(guang)(guang)(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反(fan)應的(de)(de)活化(hua)(hua)能來源于光(guang)(guang)(guang)子的(de)(de)能量,在太陽能的(de)(de)利用中(zhong)光(guang)(guang)(guang)電轉化(hua)(hua)以及(ji)光(guang)(guang)(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)轉化(hua)(hua)一直是(shi)十分(fen)活躍的(de)(de)研(yan)(yan)究領域。
光(guang)催化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)技(ji)術利用光(guang)激發(fa)氧(yang)化(hua)(hua)將O2、H2O2等(deng)氧(yang)化(hua)(hua)劑與光(guang)輻(fu)射相(xiang)結合。所用光(guang)主要為紫(zi)外光(guang),包(bao)括uv-H2O2、uv-O2等(deng)工藝,可以用于(yu)處理污水中CCl4、多氯(lv)聯苯(ben)等(deng)難(nan)降解(jie)物質。另外,在(zai)(zai)有(you)紫(zi)外光(guang)的(de)(de)Fenton體系中,紫(zi)外光(guang)與鐵離子之間存(cun)在(zai)(zai)著協同效(xiao)應,使H2O2分解(jie)產(chan)生羥基自(zi)由(you)基的(de)(de)速率大大加(jia)快,促進(jin)有(you)機物的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)去(qu)除。
發(fa)展(zhan)史:1972 年,Fujishima和 Honda在n—型半導(dao)體TiO2電(dian)極上發(fa)現(xian)了(le)(le)光催化裂(lie)解水反應,在Nature上發(fa)表(biao)了(le)(le)“Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode”,揭開了(le)(le)多相光催化新時代的序(xu)幕。
1976 年John. H .Carey等研(yan)究了多氯聯苯的光催化氧化,被(bei)認(ren)為是光催化技術在消(xiao)除環境(jing)污染物方(fang)面的首創(chuang)性研(yan)究工作。
1977 年,YokotaT等發(fa)現在光照條件下,TiO2對丙烯(xi)環氧(yang)化(hua)具有(you)光催(cui)化(hua)活(huo)性,從而拓寬了光催(cui)化(hua)的應(ying)用范圍,為(wei)有(you)機物氧(yang)化(hua)反應(ying)提供了一條新(xin)的思路。
自1983 年(nian)起,A.L.Pruden和D.Follio就烷烴(jing)、烯烴(jing)和芳(fang)香(xiang)烴(jing)的氯化(hua)物(wu)等(deng)一系列污(wu)染物(wu)的光催化(hua)氧化(hua)作(zuo)了連(lian)續研究,發現反(fan)應物(wu)都能迅速降(jiang)解。
1989 年,Tanaka.K 等人研究(jiu)發現有機物的半導體(ti)光催(cui)化過程(cheng)由羥基自由基(OH)引起,在體(ti)系中加入H2O2可增(zeng)加OH的濃度。
進入(ru)了(le)90 年代,隨著(zhu)納米技(ji)術(shu)的興(xing)起和光(guang)催化技(ji)術(shu)在環境保(bao)護、衛生保(bao)健、有機合成等方面應(ying)用研(yan)究的發展迅速(su),納米量級的光(guang)催化劑的研(yan)究,已經成為國際上最活(huo)躍的研(yan)究領域之(zhi)一。