光催化氧化技术在油田废水处理中的应用及研究进展
摘要：介绍了光催化氧化技术的机理,对光催化氧化技术在油田废水处理中的应用及其优缺点进行了阐述,提出了今后的发展方向。
关键词：光催化氧化，油田废水处理，研究进展，纳米二氧化钛
光催化氧化技术是一种新兴的水处理技术。1972年,Fu-jishima和Honda[1]报道了在光电池中光辐射TiO2可持续发生水的氧化还原反应,标志着光催化氧化水处理时代的开始。1976年,Carey等[2]在光催化降解水中污染物方面进行了开拓性的工作。此后,光催化氧化技术得到迅速发展。光催化技术具有反应条件温和、能耗低、操作简便、能矿化绝大多数有机物、可减少二次污染及可以用太阳光作为反应光源等突出优点,在难降解有机物、水体微污染等处理中具有其他传统水处理工艺所无法比拟的优势,是一种极具发展前途的水处理技术,对太阳能的利用和环境保护有着重大意义。
光催化技术是利用TiO2等半导体作为催化剂，当半导体材料受到能量大于其禁带的光照射时，发生电子跃迁，在半导体材料表面形成电子∕空穴对。半导体粒子表面空穴可以吸附水分子或氢氧根离子，产生具有强氧化能力的羟基自由基，将吸附于颗粒表面的有机污染物氧化分解为无害物质。目前，光催化技术的应用领域已扩展到多种污染物质的处理，包括烃类、醇、酚、酸、卤代脂肪族化合物、卤代芳香类化合物、含氯化合物、燃料、农药、表面活性剂、油类、无机物等，并取得了较好的效果[2]。
一、TiO2光催化剂的特性及光催化氧化机理
TiO2有锐钛矿型、金红石型和板钛矿型三种晶型。同样条件下,锐钛矿型的催化活性较好。在众多光催化剂中,TiO2是目前公认的最有效的半导体催化剂,其特点有:化学性质稳定,能有效吸收太阳光谱中弱紫外辐射部分,氧化还原性极强,耐酸碱和光化学腐蚀,价廉无毒[3]。
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