光(guang)化(hua)學(xue)(xue)及光(guang)催化(hua)氧(yang)化(hua)法是目前研究(jiu)較(jiao)多(duo)的(de)(de)一項高級(ji)氧(yang)化(hua)技術(shu)。所謂光(guang)催化(hua)反(fan)應(ying),就是在(zai)光(guang)的(de)(de)作用下進行的(de)(de)化(hua)學(xue)(xue)反(fan)應(ying)。光(guang)化(hua)學(xue)(xue)反(fan)應(ying)需要分子(zi)吸收特定波長的(de)(de)電磁輻射,受激產生(sheng)分子(zi)激發(fa)(fa)態,然后會(hui)發(fa)(fa)生(sheng)化(hua)學(xue)(xue)反(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)新(xin)的(de)(de)物(wu)質,或者變成(cheng)引發(fa)(fa)熱反(fan)應(ying)的(de)(de)中(zhong)間(jian)化(hua)學(xue)(xue)產物(wu)。光(guang)化(hua)學(xue)(xue)反(fan)應(ying)的(de)(de)活(huo)化(hua)能(neng)來源(yuan)于光(guang)子(zi)的(de)(de)能(neng)量,在(zai)太陽(yang)能(neng)的(de)(de)利用中(zhong)光(guang)電轉化(hua)以及光(guang)化(hua)學(xue)(xue)轉化(hua)一直是十分活(huo)躍的(de)(de)研究(jiu)領域。
光催(cui)化氧化技(ji)術(shu)利用光激發(fa)氧化將O2、H2O2等氧化劑與(yu)(yu)光輻射相結(jie)合。所用光主要為紫(zi)(zi)外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工藝(yi),可(ke)以用于處理(li)污水(shui)中CCl4、多氯聯(lian)苯等難降(jiang)解物質。另外,在(zai)有紫(zi)(zi)外光的Fenton體系中,紫(zi)(zi)外光與(yu)(yu)鐵(tie)離子之間(jian)存在(zai)著協(xie)同效應,使H2O2分解產生羥(qian)基自由基的速(su)率大大加快,促進有機物的氧化去(qu)除。
發(fa)展史:1972 年,Fujishima和(he) Honda在n—型半(ban)導體TiO2電極上發(fa)現了光(guang)催化裂解水反(fan)應,在Nature上發(fa)表了“Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode”,揭開了多相光(guang)催化新時代(dai)的(de)序(xu)幕。
1976 年John. H .Carey等研究(jiu)了(le)多氯(lv)聯苯的(de)光(guang)(guang)催化氧(yang)化,被認為是光(guang)(guang)催化技術在(zai)消(xiao)除環(huan)境污(wu)染物方面的(de)首(shou)創性研究(jiu)工(gong)作。
1977 年,YokotaT等發現在光(guang)照條件下,TiO2對丙(bing)烯環(huan)氧化具(ju)有(you)光(guang)催(cui)化活性,從而拓(tuo)寬了光(guang)催(cui)化的應用范圍,為有(you)機物氧化反應提供了一條新的思路(lu)。
自1983 年(nian)起,A.L.Pruden和D.Follio就烷烴(jing)、烯(xi)烴(jing)和芳(fang)香烴(jing)的氯化物等一系(xi)列(lie)污染(ran)物的光催(cui)化氧(yang)化作了連續研究(jiu),發現(xian)反應物都能迅速降解。
1989 年,Tanaka.K 等人研(yan)究發現有機(ji)物(wu)的(de)半(ban)導體光催(cui)化過程由(you)羥(qian)基自由(you)基(OH)引起,在體系中加(jia)入H2O2可增(zeng)加(jia)OH的(de)濃度。
進入了90 年(nian)代,隨著納米技術的興起和光(guang)催(cui)化(hua)技術在(zai)環境保(bao)護、衛(wei)生保(bao)健(jian)、有機合成等(deng)方(fang)面應用研究的發展(zhan)迅速,納米量級的光(guang)催(cui)化(hua)劑的研究,已經(jing)成為國(guo)際(ji)上最活躍的研究領域之一。