光催化氧化技術在油田廢水處理中的應用及研究進展
摘要：介紹了光催化氧化技術的機理,對光催化氧化技術在油田廢水處理中的應用及其優缺點進行了闡述,提出了今后的發展方向。
關鍵詞：光催化氧化，油田廢水處理，研究進展，納米二氧化鈦
光催化氧化技術是一種新興的水處理技術。1972年,Fu-jishima和Honda[1]報道了在光電池中光輻射TiO2可持續發生水的氧化還原反應,標志著光催化氧化水處理時代的開始。1976年,Carey等[2]在光催化降解水中污染物方面進行了開拓性的工作。此后,光催化氧化技術得到迅速發展。光催化技術具有反應條件溫和、能耗低、操作簡便、能礦化絕大多數有機物、可減少二次污染及可以用太陽光作為反應光源等突出優點,在難降解有機物、水體微污染等處理中具有其他傳統水處理工藝所無法比擬的優勢,是一種極具發展前途的水處理技術,對太陽能的利用和環境保護有著重大意義。
光催化技術是利用TiO2等半導體作為催化劑，當半導體材料受到能量大于其禁帶的光照射時，發生電子躍遷，在半導體材料表面形成電子∕空穴對。半導體粒子表面空穴可以吸附水分子或氫氧根離子，產生具有強氧化能力的羥基自由基，將吸附于顆粒表面的有機污染物氧化分解為無害物質。目前，光催化技術的應用領域已擴展到多種污染物質的處理，包括烴類、醇、酚、酸、鹵代脂肪族化合物、鹵代芳香類化合物、含氯化合物、燃料、農藥、表面活性劑、油類、無機物等，并取得了較好的效果[2]。
一、TiO2光催化劑的特性及光催化氧化機理
TiO2有銳鈦礦型、金紅石型和板鈦礦型三種晶型。同樣條件下,銳鈦礦型的催化活性較好。在眾多光催化劑中,TiO2是目前公認的最有效的半導體催化劑,其特點有:化學性質穩定,能有效吸收太陽光譜中弱紫外輻射部分,氧化還原性極強,耐酸堿和光化學腐蝕,價廉無毒[3]。
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