氯酚光催化降解研究.pdf

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1、經(jīng)濟·管理·綜述建材與裝飾2016年10月第四期氯酚光催化降解研究唐瓊瑤（中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司重慶400000）中圖分類號：X703.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1673-0038（2016）44-0126-02心S+。這些表面活性中心能接著與CP反應(yīng)（化學(xué)吸附），形成物1概述質(zhì)（S-CP）+。（S-CP）+將進(jìn)一步降解產(chǎn)生光反應(yīng)產(chǎn)物或者重新與電由于氯酚（CPs）有毒、難生物降解、很難從環(huán)境中去除（PCP在好氧環(huán)境下半衰期可達(dá)3.5個月，而一些有機沉淀物質(zhì)半衰期子結(jié)合，發(fā)生衰變。反應(yīng)機理如下：Cat+hv→e-+h（+自由電子和空穴的光生成

2、）可達(dá)幾年），美國EPA的《清潔水法》和歐盟的2455/2001/EC決S+h+→S（表+面缺陷捕獲空穴）議均將氯酚列為優(yōu)先控制有毒污染物。氯酚來源廣泛，地下水、S++e-→S（活性中心的物理衰減）污水和土壤中均能找到，甚至在各級食物鏈里也存在痕量氯酚。S++CP→（S-CP）（化學(xué)吸附）+飲用水中含有濃度低于0.1μg/l的氯酚就會產(chǎn)生令人不愉快的味（S-CP）+→產(chǎn)物+S（形成光反應(yīng)產(chǎn)物）道和氣味，并對環(huán)境有害。氯酚同時存在于地表水和地下水中。2-MCP、2，4-DCP和PCP的毒性基準(zhǔn)值分別為43.8、36.5、2.1.2間接光催化反應(yīng)13

3、.0μg/l；而平均最大值不超過2.020、4.380、0.055mg/l。而飲用水如下反應(yīng)解釋了活性光降解機理：當(dāng)用光輻射吸附電子轉(zhuǎn)移中CPs的允許濃度不能超過10μg/l。帶，在催化劑顆粒表面光生成電子-空穴對?？昭ㄎ剿肿樱纬苫钚訦O·和H+。而電子與提供的O形成HO。HO進(jìn)一步降為了修復(fù)污染的環(huán)境，避免進(jìn)一步的風(fēng)險，近年來人們研究22222解為OH-。最后，該機理過程中生成的活性基團(tuán)氧化CPs，產(chǎn)生一了各種去除CP的方法。研究的主要目的是實現(xiàn)徹底的礦化，將污染物轉(zhuǎn)化為CO2和H2O及其他更小的離子（如氯離子），或者些中間產(chǎn)物和礦化產(chǎn)物

4、。hv→e-+h+至少生成危害較小的中間產(chǎn)物。傳統(tǒng)的污染物去除方法包括生h++HO（）→HO（）·+H（）+物、熱處理和化學(xué)處理。由于CP具有毒性，生物處理需要較長的2adsadsads-·停留時間來降解污染物；而熱處理產(chǎn)生大量其他有害化合物；化O+2e-→O（）22ads學(xué)處理包括絮凝、沉淀、顆?；钚蕴课健⒖諝廨腿』蛘叻礉B透，-·O（）+H+←→HO（）·2ads2das要求在處理后再進(jìn)行其他處理。我們還可以用濕式氧化和超臨HO（）·→HO（）+O2ads22das2界濕式氧化的氧化劑空氣或氧氣、電化學(xué)氧化的電子、高錳酸·鉀、氯氣、過氧化氫以

5、及臭氧等方法氧化CPs。這些技術(shù)中，高級H2O（2ads）→2HO（ads）·HO氧化技術(shù)（AOPs）是研究的熱點。AOPs能夠降解水中和土壤里的2HO·溶解性有機污染物。本文將著重介紹光催化氧化技術(shù)。（ads）+CPs→中間產(chǎn)物+HCl→…→CO+HO·22HO2光催化作用2.2CPs降解相關(guān)研究2.1機理為降解水中的CPs，近來人們研究了各種光催化半導(dǎo)體物2.1.1直接光催化反應(yīng)質(zhì)，包括TiO2、CdS、ZnS和活性炭。由于TiO2具有低成本、高穩(wěn)定文獻(xiàn)表明有兩種不同的直接光催化反應(yīng)機理。性和對紫外線輻射的高光敏性等優(yōu)點，人們對它作了深入的研

6、（1）Langmuir–Hinshelwood機理究。有人研究了用α-Fe2O3、α-FeOOH和TiO2作為光催化劑，降該理論認(rèn)為催化劑的光激發(fā)產(chǎn)生了電子和空穴。吸附的分子解懸浮液中的2，4，6-三氯苯酚、2，3-二氯苯酚、2-氯苯酚和（CP）被空穴截留，形成活性基團(tuán)。一方面，該活性物質(zhì)（CPads+）2，4-二氯苯酚。結(jié)果表明，α-FeOOH只能在一定范圍內(nèi)促進(jìn)將由于與電子復(fù)合而產(chǎn)生衰變；另一方面，化學(xué)反應(yīng)生成產(chǎn)物，2，4-DCP降解，無法降解其他CPs。將TiO2與最活潑的光催化劑催化劑表面（S）又重新回到起始狀態(tài)，從而再生。反應(yīng)機理如下：

7、（α-Fe2O3）進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，TiO2催化的CPs全部礦化，而M+S→CPads（吸附/脫附Langmuir平衡）Fe2O3催化的CPs僅有一小部分礦化了。還將TiO2與Na4W10O32CPads→M+S（吸附/脫附Langmuir平衡）進(jìn)行了比較，結(jié)果表明用TiO2光催化的2-CP和2，4-DCP的降Cat+hv→e-+h（+催化劑的光激發(fā)）解速率比Na4W10O32快2倍。CP+h+→CP（空+穴捕獲吸附的分子）adsads提高光催化反應(yīng)降解速率的一個可能途徑是添加重金屬，如CP++e-→CP（活性狀態(tài)的衰變）adsadsPt、P

8、d、Au或者其它半導(dǎo)體。金屬離子參與反應(yīng)能提高光催化活CP+→產(chǎn)物+S（化學(xué)反應(yīng)）ads性，這是因為TiO2上附帶光還原金屬，能促進(jìn)電荷