光(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)及光(guang)催化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)法是(shi)(shi)目前(qian)研(yan)(yan)究較多的(de)(de)(de)一項高級氧化(hua)(hua)技(ji)術。所(suo)謂(wei)光(guang)催化(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying),就(jiu)是(shi)(shi)在(zai)光(guang)的(de)(de)(de)作用(yong)下進行的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)反(fan)應(ying)(ying)。光(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)反(fan)應(ying)(ying)需(xu)要(yao)分子(zi)吸收特定波長(chang)的(de)(de)(de)電磁輻(fu)射,受激產生分子(zi)激發(fa)態,然后會發(fa)生化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)反(fan)應(ying)(ying)生成(cheng)新的(de)(de)(de)物質,或者(zhe)變成(cheng)引發(fa)熱反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)中(zhong)間化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)產物。光(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)活化(hua)(hua)能來源于光(guang)子(zi)的(de)(de)(de)能量(liang),在(zai)太陽能的(de)(de)(de)利(li)用(yong)中(zhong)光(guang)電轉化(hua)(hua)以(yi)及光(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)轉化(hua)(hua)一直是(shi)(shi)十分活躍(yue)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究領域。
光催化氧化技術利用(yong)光激發氧化將O2、H2O2等氧化劑(ji)與光輻射相(xiang)結合。所用(yong)光主要為紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工藝(yi),可以用(yong)于(yu)處理污(wu)水中CCl4、多氯聯苯等難降解物質。另外,在有紫外光的Fenton體系中,紫外光與鐵(tie)離(li)子之間(jian)存在著(zhu)協同效應,使H2O2分解產生羥基自由基的速(su)率大(da)大(da)加快,促進有機物的氧化去(qu)除(chu)。
發(fa)展史:1972 年,Fujishima和 Honda在n—型半導體(ti)TiO2電極上發(fa)現了(le)光(guang)催化(hua)裂(lie)解水反應,在Nature上發(fa)表了(le)“Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode”,揭(jie)開(kai)了(le)多相光(guang)催化(hua)新時代的序幕。
1976 年John. H .Carey等研(yan)究了多氯聯苯的(de)光(guang)催(cui)化(hua)氧化(hua),被認為是光(guang)催(cui)化(hua)技術在消除環境(jing)污染(ran)物方面(mian)的(de)首創性研(yan)究工作。
1977 年,YokotaT等發(fa)現(xian)在光(guang)(guang)照條件下,TiO2對丙烯環氧(yang)化(hua)具有光(guang)(guang)催(cui)化(hua)活性,從(cong)而拓寬(kuan)了光(guang)(guang)催(cui)化(hua)的(de)應用范圍,為(wei)有機物氧(yang)化(hua)反應提供(gong)了一(yi)條新(xin)的(de)思路。
自1983 年起(qi),A.L.Pruden和D.Follio就(jiu)烷(wan)烴、烯烴和芳香(xiang)烴的氯化(hua)物等一系(xi)列污染物的光催化(hua)氧化(hua)作了(le)連續(xu)研(yan)究,發現反應物都能迅速降解。
1989 年,Tanaka.K 等人研究發現(xian)有機物的半(ban)導體(ti)光催化過程由羥基(ji)(ji)自由基(ji)(ji)(OH)引(yin)起,在體(ti)系中(zhong)加入H2O2可增加OH的濃度。
進入了90 年代,隨著(zhu)納米技術(shu)的興起(qi)和光催化技術(shu)在(zai)環境保護(hu)、衛生(sheng)保健、有機合(he)成(cheng)等方面(mian)應(ying)用研究的發展(zhan)迅速,納米量級的光催化劑(ji)的研究,已(yi)經成(cheng)為(wei)國際上最活(huo)躍(yue)的研究領域之(zhi)一。