光(guang)(guang)化(hua)(hua)學(xue)及(ji)光(guang)(guang)催化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)法是(shi)(shi)目前研(yan)究較多(duo)的(de)(de)一項高級(ji)氧化(hua)(hua)技術。所謂光(guang)(guang)催化(hua)(hua)反應(ying)(ying)(ying),就(jiu)是(shi)(shi)在(zai)光(guang)(guang)的(de)(de)作用下進行(xing)的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)反應(ying)(ying)(ying)。光(guang)(guang)化(hua)(hua)學(xue)反應(ying)(ying)(ying)需要分子吸收(shou)特(te)定波長(chang)的(de)(de)電磁輻(fu)射,受激(ji)產生分子激(ji)發(fa)態,然后會(hui)發(fa)生化(hua)(hua)學(xue)反應(ying)(ying)(ying)生成新的(de)(de)物(wu)質,或者變成引發(fa)熱反應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)中間化(hua)(hua)學(xue)產物(wu)。光(guang)(guang)化(hua)(hua)學(xue)反應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)活化(hua)(hua)能來(lai)源(yuan)于光(guang)(guang)子的(de)(de)能量,在(zai)太(tai)陽能的(de)(de)利用中光(guang)(guang)電轉(zhuan)化(hua)(hua)以(yi)及(ji)光(guang)(guang)化(hua)(hua)學(xue)轉(zhuan)化(hua)(hua)一直(zhi)是(shi)(shi)十分活躍的(de)(de)研(yan)究領域(yu)。
光(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)技(ji)術(shu)利用(yong)光(guang)(guang)激發(fa)氧化(hua)(hua)將O2、H2O2等氧化(hua)(hua)劑與(yu)光(guang)(guang)輻(fu)射相(xiang)結合。所用(yong)光(guang)(guang)主(zhu)要為紫(zi)外光(guang)(guang),包括uv-H2O2、uv-O2等工藝,可以(yi)用(yong)于處理污(wu)水中(zhong)CCl4、多氯聯苯等難降解(jie)物質。另外,在有紫(zi)外光(guang)(guang)的(de)Fenton體系(xi)中(zhong),紫(zi)外光(guang)(guang)與(yu)鐵離子之間存在著(zhu)協同效應(ying),使H2O2分解(jie)產生(sheng)羥基自由基的(de)速(su)率(lv)大大加快(kuai),促進有機(ji)物的(de)氧化(hua)(hua)去除。
發展史:1972 年,Fujishima和 Honda在(zai)n—型半(ban)導體TiO2電極(ji)上(shang)發現了光(guang)催(cui)化裂解水反應(ying),在(zai)Nature上(shang)發表了“Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode”,揭開了多相光(guang)催(cui)化新時代的序幕。
1976 年(nian)John. H .Carey等(deng)研究了多氯聯苯的(de)光催(cui)化氧化,被認為是光催(cui)化技術(shu)在(zai)消除(chu)環(huan)境(jing)污染物方面的(de)首(shou)創性研究工作(zuo)。
1977 年,YokotaT等發現在光(guang)照條(tiao)件(jian)下(xia),TiO2對丙烯環氧(yang)化具有(you)光(guang)催(cui)化活性,從而拓寬了(le)光(guang)催(cui)化的應用范圍,為有(you)機物(wu)氧(yang)化反應提供了(le)一(yi)條(tiao)新的思路(lu)。
自(zi)1983 年起(qi),A.L.Pruden和(he)(he)D.Follio就烷烴、烯烴和(he)(he)芳香(xiang)烴的氯化物(wu)等一系列污染(ran)物(wu)的光催化氧化作了連續研究,發現反(fan)應物(wu)都(dou)能迅速降解。
1989 年(nian),Tanaka.K 等人(ren)研究(jiu)發(fa)現有機物的半導體光催化過程由羥基自由基(OH)引起,在體系中加(jia)入H2O2可增加(jia)OH的濃度。
進入了(le)90 年代,隨著納(na)米(mi)技術的(de)(de)(de)興起和光(guang)催化技術在環境保護、衛生保健、有機合成(cheng)等方面(mian)應用研究的(de)(de)(de)發展(zhan)迅(xun)速,納(na)米(mi)量級的(de)(de)(de)光(guang)催化劑的(de)(de)(de)研究,已經成(cheng)為國際上最活躍(yue)的(de)(de)(de)研究領(ling)域之(zhi)一。