光(guang)化(hua)學(xue)及(ji)光(guang)催(cui)(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)法是目前研(yan)(yan)究(jiu)較多(duo)的(de)(de)一項高級氧(yang)化(hua)技術。所(suo)謂光(guang)催(cui)(cui)化(hua)反(fan)(fan)(fan)應,就(jiu)是在(zai)光(guang)的(de)(de)作(zuo)用下進行的(de)(de)化(hua)學(xue)反(fan)(fan)(fan)應。光(guang)化(hua)學(xue)反(fan)(fan)(fan)應需要分(fen)子(zi)吸收(shou)特(te)定(ding)波長的(de)(de)電磁輻射,受激產生分(fen)子(zi)激發態,然后會發生化(hua)學(xue)反(fan)(fan)(fan)應生成(cheng)新的(de)(de)物(wu)(wu)質,或(huo)者變成(cheng)引發熱反(fan)(fan)(fan)應的(de)(de)中間化(hua)學(xue)產物(wu)(wu)。光(guang)化(hua)學(xue)反(fan)(fan)(fan)應的(de)(de)活(huo)化(hua)能來源于光(guang)子(zi)的(de)(de)能量,在(zai)太(tai)陽能的(de)(de)利(li)用中光(guang)電轉化(hua)以(yi)及(ji)光(guang)化(hua)學(xue)轉化(hua)一直是十分(fen)活(huo)躍(yue)的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)領域(yu)。
光(guang)催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)技術利用(yong)光(guang)激發氧(yang)化(hua)將O2、H2O2等(deng)氧(yang)化(hua)劑與(yu)光(guang)輻射相結合(he)。所(suo)用(yong)光(guang)主(zhu)要為(wei)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)光(guang),包括uv-H2O2、uv-O2等(deng)工藝,可以(yi)用(yong)于處(chu)理污水(shui)中(zhong)CCl4、多氯(lv)聯苯等(deng)難降解物(wu)質。另外(wai)(wai),在(zai)有(you)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)光(guang)的(de)(de)Fenton體(ti)系中(zhong),紫(zi)(zi)外(wai)(wai)光(guang)與(yu)鐵離子之間(jian)存在(zai)著(zhu)協同效(xiao)應,使H2O2分解產生羥基自由基的(de)(de)速率大大加(jia)快,促進有(you)機物(wu)的(de)(de)氧(yang)化(hua)去除。
發展(zhan)史:1972 年,Fujishima和(he) Honda在n—型(xing)半(ban)導(dao)體TiO2電極上發現了(le)光催(cui)化(hua)裂解水反應,在Nature上發表(biao)了(le)“Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode”,揭開了(le)多相光催(cui)化(hua)新時代(dai)的序幕(mu)。
1976 年John. H .Carey等(deng)研究了多(duo)氯聯苯的光催(cui)化氧化,被認為是光催(cui)化技術(shu)在消除環(huan)境(jing)污染物方面的首創性研究工作。
1977 年,YokotaT等發(fa)現在光照條(tiao)件下,TiO2對丙烯(xi)環氧化(hua)(hua)具有光催化(hua)(hua)活性,從而拓寬了(le)光催化(hua)(hua)的(de)應用(yong)范圍(wei),為有機物氧化(hua)(hua)反應提供(gong)了(le)一條(tiao)新的(de)思路(lu)。
自1983 年起,A.L.Pruden和(he)D.Follio就烷烴、烯(xi)烴和(he)芳香烴的(de)氯化(hua)物(wu)等一系列污染物(wu)的(de)光催化(hua)氧化(hua)作了連續研究,發現反應物(wu)都能迅速(su)降解。
1989 年,Tanaka.K 等人(ren)研究發現有機(ji)物的半導體光催化過程由羥基自由基(OH)引起,在體系中加入H2O2可增加OH的濃(nong)度。
進入了90 年代,隨著納(na)米(mi)技術的(de)(de)興起和(he)光(guang)催化(hua)技術在(zai)環境保(bao)護、衛生(sheng)保(bao)健、有機合成等方面應用研究的(de)(de)發展迅(xun)速(su),納(na)米(mi)量級的(de)(de)光(guang)催化(hua)劑(ji)的(de)(de)研究,已經(jing)成為國際(ji)上最活(huo)躍的(de)(de)研究領域之一(yi)。