（环境科学专业论文）臭氧及催化臭氧化降解对氯苯酚和磺基水杨酸.pdf

辩汪夫学颈士警霍论文 o z o n a t i o na n d c a t a l 姆eo z o n a t i o no f p - c h l o r o p h e n o t a n d s u l f o s a l i c y l i ca c i d a b s t r a c t t h e p h y s i c a lc h e m i s t r yp r o p e r t i e sa n da p p l i c a t i o n i nw a t e rt r e a t m e n t o fo z o n em 憾r e v i e w e da n dt h er e s e a r c h o b j e c t i o n 萌强sp r o p o s e d t o o t h e r ew a st w o p a r t s i nt h i s p a p e r ：o z o n a t i o n a n d c a t a l y t i c o z o n a t i o no f p - c h l o r o p h e n o l ；d e g r a d a t i o no fs u l f o s a l i c y l i c a c i d b y 0 3 ，u 、0 3 ，r i 0 2 ，l n i0 3 似0 2 t i 0 2 ，r e s p e c t i v e l y t nt h et h i r d c h a p t e ra f t e r t h ed e g r a d a t i o no f p - c h l o r o p h e n o lb y o d u v 、t i o 岔 l r v a n do f l t i 0 2 u v , t h er e s u l t ss h o w e do z o n ec o m b i n e d w i t ht i 0 2 u vw a st h em o s ts i g n f i c t a n t a f t e r5 m i n su n d e rt h es a m e e x p e r m e n t a lc o n d i t i o n ，t h er e m o v a lr a t e so fp - c h l o r o p h e n o lb y0 3 u v 、 t i o j u v a n do d t i 0 2 u vw e r e5 5 ，1 0 , 7 7 ，r e s p e c t i v e l y t h en a t u r e o f d e g r a d a t i o no fp - c h l o r o p h e n o lb y o z o n ec o m b i n e d 谢氇t i 0 2 & ww 鑫s t h eo z o n ec o u l d c a p t u r et h ee l e c t r o n so ft i 0 2 ( 嚣+ h + ) w h e nt i 0 2a d s o r b e d t h eu v l i g h t ，t h e np r o d u c e dt h e m o r eh y d r o x y lr a d i c a lt of a s t e rt h e d e g r a d a t i o no fo r g a n i cm a t t e r a n di nt h es a m ec o n d i t i o n ，0 3 ，讧e 2 蕊g 2 h a db e e nu s e dt o d e g r a d et h ep - c h t o r o p h e n o l 。t h er e s u l 瑟s h o w e dt h e d e g r a d a t i o nb y0 3 w - o j t i 0 2 w a sb e t t e rt h a nb y0 3 u va n dw o r s et h a n b yq m 0 3 刑v t nt h ef o r t h c h a p t e r , t h r e ew a y s ( 窃趟v 、0 3 f f i 0 2 u w 、 o d v - 0 2 , r f i o _ , ) h a db e e nu s e dt od e g r a d et h es u l f o s a l i c y l i ca c i di nt h i s 耨藐走学硕士学筏沧文 e x p e r i m e n t 。t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h ea f f e c t i o no fq 刘一o j t i o zt ot h e s u t f o s a l i c y l i ca c i dw a s t h eb e s ti nt h r e ea d v a n c e do x i d a t i o np r o c e s s e s t n t h es a m e e x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n ，t h e r e s u l t sa f t e r3 0m i n u t e ss h o w e dt h a t t h er e m o v a lr a t e so fc o d 猿t h r e ea d v a n c e do x i d a t i o np r o c e s s e sw e r e 4 7 ，5 5 ，a n d 7 0 ，r e s p e c t i v e l y t h er e s u l t su n d e r d i f f e r e n tp hc o n d i t i o n s s h o w e dt h a to d t i o z u vi sm o r es e n s i t i v et ot h e 球o f w a t e r b o d y i n t h e p r e s e n c eo fs c a v e n g e r , t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h eo r d e ro ft h ea c t i v i t yo f h y d r o x y lr a d i c a li n t h r e ea d v a n c e do x i d a t i o n p r o c e s s w a s0 3 n - o 刀i 键 o t i o j u v 0 3 洲 k e y w o r d s ：o z o n e ；p h o t o c a t a l y | = p - c h l o r o p h e n o t ；t i 0 2 ；p h o t o c a t a l y i t c o x i d a t i o n ；h e t e r o g e n e o u sp h o t o c a t a l y i t co x i d a t i o n ；s u l f o s a l i c y l i ca c i d 浙- - r 太掌硕士掌位论文 第一章文献综述 第一节臭氧的性质和在水处理中的作用 日u 舌 今天，大多数公众都知道“臭氧”一词。臭氧在我们生活中是一矛盾的结合 体。一方面，大气中的臭氧层保护了地球上生物免受紫外线的辐射；另一方面， 在有烟雾地区，由于臭氧的存在而会产生毒性极强的光化学烟雾。臭氧具有极强 的氧化性，其被广泛地应用于化学工业和水处理领域：但在另一方面，为了避免 臭氧对人体健康的损害，人们不得不在很多电子产品上安装催化臭氧分解的设备， 从而导致造价的上升，如生活中常见的复印机、传真机、激光打印机等设备。 本章讲述了臭氧的物理化学性质，并全面综述了臭氧在水处理领域的发展历 史、应用现状和所存在的问题，同时表明了本论文的研究目的。 1 1 臭氧的物理化学性质 ：一。守：承咚一盎 图1 1 臭氧分子构造图 ， f i g u r e1 - 1r e s o n a n e c es t r u c t u r eo f o z o n e 臭氧是氧的同素异形体，由三个氧原子构成，分子结构如图1 1 所示。由图 1 1 可见，在1 ，4 结构中，两端有一氧原子的周边只有6 个电子而呈正电，这也 是臭氧具有较强亲电性的主要原因。臭氧是一种具有特殊刺激性气味的不稳定气 体。在正常温度下，臭氧为淡紫色气体。在11 2 c 温度下，臭氧凝结成容易爆炸的 蓝黑色液体。浓缩后的臭氧氧气混合气体( 臭氧浓度约在2 0 以上) ，无论处于液 态或气态都容易爆炸。不过，在臭氧大量生产的条件下，获得氧气中1 0 以上的 臭氧浓度并不容易而且，在臭氧用于饮用水处理的较长历史过程中，还没有报 道过臭氧爆炸的事例。 臭氧略溶于水，如当温度为2 0 c ，压力为1 0 0 k p a 时，臭氧的溶解系数等于 0 3 2 9 l 。臭氧在水中的溶解度的基本关系可用享利定律来描述，即在一定温度下， 臭氧溶解于已知体积液体中的量与该气体作用在液体上的分压成正比。 臭氧具有极强的氧化能力，其氧化能力是氯气的1 5 2 倍，一些氧化剂的电位 值见表1 - 1 所示。由表1 1 可知，在常见氧化剂中，臭氧的氧化能力是最强的。同 时，反应后剩余臭氧会分解成氧气，所以臭氧是高效无二次污染的氧化剂。由于 臭氧极强的氧化性，所以除了金和铂外，臭氧化气体几乎对所有的金属都具有腐 蚀作用，但不含碳的铬钢基本上不受臭氧腐蚀。因此在臭氧的实际应用中，材料 都选用2 5 c r 的铬铁合金或氟塑料。 表1 - 1 常见氧化剂的氧化能力【1 】 t a b l e1 - 1o x i d a t i o n p o w e r o f c o m m o no x i d a n t s 氧化剂氧化电位( v ) ( 氢标)相对氯气的氧化能力 氟气 3 0 62 2 5 羟基自由基 2 8 02 0 5 原子氧 2 4 21 7 8 臭氧 2 0 71 5 2 双氧水 0 8 70 6 4 氧气 0 4 00 2 9 臭氧属第一类有毒气体，工作区大气中的极限允许浓度为o 1 p p m 。臭氧的毒 害作用主要表现在对呼吸器官的损害上，接触久了也会引起永久性心脏障碍等疾 病。但由于臭氧的臭味很浓，浓度在0 1 p p m 时人已能感觉到，所以可以及时采取 安全措施。 1 2 臭氧在日常生活中的应用 臭氧不但是一种多功能的强氧化剂，而且还具有很强的杀菌能力。其广泛地 应用于人们日常生活中，主要包括以下几个方面： ( 1 ) 水处理，包括饮用水、城市污水和工业废水的处理，以便去除c o d 、 b o d 和消毒，同时改善水体的各种感观指标。另外，臭氧处理还可以控制水池、 冷却塔等设备内藻类的繁殖和粘泥的增生。 ( 2 ) 工业生产，主要用于各种漂泊、脱色、脱嗅和促进发酵等单元过程， 同时还可以促进汽车、飞机等交通工具的燃料充分燃烧。 ( 3 ) 医疗和卫生，可用于病房、公共场所和各种伤口的杀菌消毒，同时还 可以治疗贫血和心脏衰弱等病症。 2 浙江太棒罐士掌德论文 1 3 臭簸在拳楚理中懿盎委 魏垮童m 戢他 宜接奥氧魇搬 勘铴渊臌 十影h o 链反应 自由基氧化觥 淹1 - 2 爽戴京承巾胃能葶l 怒的反商 f i g u r et - 2 t h e p o s s i b l er e a c t i o n so f o z o n e i nw a t e r 赫：辩蹬；是；基辩鏊癸炎怒，审：鸯盘綦转灭产糕 寞氯谯永书瀚分解芎亍为较为整杂，它的分解梳理会醚着水体性质韵幂闷丽不 同。w e i s s 2 】等发嚣承孛寞戴辩努解速菠黻体系雄静开离焉鞠恢+ g o r b e n k o * g c r m a n o v 等燃发现臭氧在溅瞧溶液中会产生0 + c z a p s k i 等【3 】醭变笈 疆，泰孛囊襞势薅霹会产耋o h 鞍h 0 2 等鸯密熬。嚣寨s t a e h e t i n 等箨】程# 攀a 工 作基础之上，专门对嶷飘在不同水体中的分解行为作了较为详煳的研究，并提出 了穗应静给螭穰懋，熟戮1 - 3 繇蟊。出溪1 3 可煲，嶷氧程东巾趣努薅嚣为耧予产 童叠出鏊瀚链菠骧过程。菸链雩l 袭麴藏寝辏主要簿疆类，一爱农孛o h 与嶷氯蔽 3 斑生畿w 0 2 麓量董0 2 ，；= 是承申杂鹱醚零l 发囊凝努鳃产垒勇终些枣妇基o 。、 h 0 3 ，、一o | ) 。缝爱邋鹣传递菠斑主爱蹩通过杂蕊与一o h 菠疵獭成o 2 ，鞫为袅鼙c 与0 2 反应酶遮率要蛾，o h 大褥多，游释就进岿健瓣了矣裁躲分裤。困站，鬣 然o - 2 积牲0 2 - 簸纯爱陂的力较秘，瞧它 | 熊凝爨氧分解生戏o h ，从聪巍懿个 氧证过舔超蘩了授箕蘸袋戆 荤霜。警然幽子隶中瞧会露些杂溪与，o h 及斑不会 生残o l ，这撵羧会导数铤终止发戚，鬻见豹有h c 0 3 。，c 0 2 - 3 和教丁醇譬，熟h c 0 3 。 和c 0 2 i 岛一o h 的反成靴式1 - ! 所永。黼此夭们襁嶷氧他降解肖枫榴晴。为了研究 臭曩纯邋疆魏耩蘸瓤壤，往往遗器上述晁耱貉疆来考察羟墓爨蠡墓在整今遵鬟孛 的作用。 节斋；瓤曹殳窆x t ， c 0 3 2 - 4 l 舻m r l c 酶 图i - 3 熟氧程水中的分觞机理 f i g u m1 - 3 巍瓣璐p o s 蝣o n 辩b 戚s mo f o z o n e 扭蝴# m 代袭水中杂骥 1 , 3 2 囊畿零憝瑾蓬翟熟耪理琵攀爨溪 炱载水处理过程怒个气激两捆反应，一般包括以下过攫： h o c i o c i n h c i n h 2 c i( 1 - 3 ) 在实赫瘴臻孛，臭鬣耀予蠡皋表演簿所需戆羧热量一羧荛i 一3 m g l ，接憨辩 间不小于5 m i n 。奥氧消游作用受水体p h 和水温的影响较小。与有机物反应一样。 爨襞在溃毒蒋愚上逡其蠢一定豹选择链，舞臭戴簿予滤过程病毒及葜窀致痪菡鹣 灭活露趱馥黎蠢效，斑黉霉素藜之炎靛薄静对爨袋藏墓富一定嬲蒎蘸链。蓐嚣溪 貔滚氯滔簿注鞠珑，受筑消毒黔徒缺点蒯= 表 一2 。 表1 - 2 懿飘消毒韵德缺点 t a b l e1 - 2a d v a n t a g e sa n d d i s a d v e a a t a g e s o fo z o n ed i s f e c t i o n 往纛缺熹 消毒抉、效果好，周时敬善感观撂栝造价蕊，费用比氯爨，必须现场缴生 增加了水中溶解氧，降低了隶中c o d不自长附阈雅持鬻l 余嶷飘，造成缔蕊鹣 鞠8 0 d秀垒 簦求静炱飘浓廉不高，般情况无繇健设备复杂潍护难，对永质永量的变能瓣 缎合物燮娥调节 1 3 4 赛惑对承中氇，填，眯瓣去滁【5 】 水酌包度往往是由于含有商色蒸团的有机物簪f 起的。对予瀚然水而吉，腐蒗 凄熬努解是造袋承钵禽骞盈发魏主蘩舔邃；王媳污承黪惫发主要是绽缓辩絷罄 企监髂瓣放。这类稔禽物一般憝含琢键静多环优合褥，一虽运静高度对称瀚脊 穰秘被滚舔瑟，求髂的色赛暴壮鼗豢狳。臭氧慰遮粪诧合魏麴双应嚣槛较离，澈 此臭铽程去除色度上爨现出了较好的效率。犬鬣瓣实践证瞬，瓣于天然承 瑶寓， 鸯了瀑落这蘩赣塞予骥家蠢蘸串零懿黎衾煎袋罄求，箨荐煞黧襞毅麓裁_ 爨一羲 为3 - 2 0 m g l 。由于铸种不同的水质，遮类化诗物的舆氧化产物往往为各类酮， 醛露羧液案不阍熬稳台憋，终系静t o c 去豫率誉亵。 豫了蕊纯羹等一臻笼臻豹终，窳舔鏊瑗气睬豹麦蘩瓣因缓往楚一婆赛撬傣豹 茨氧茇醭佟藤。翔一骛旗类懿街空秘等椽霞，冀巾帮膏苓遮键纯台耨，氆奢一黪 饱和键化食物。对于硫化氢等兔机物和不饱和槲机物，嶷氧对此的反成速艘都比 较莰，嚣瓣予镰窝毽稼奢鐾，囊爨黪菠遴活整魏鼗较嚣。餐燹渣是露囊甓台糖， 大多数的情况下，臭氧的投加剂餐狂2 4 m g l 时，已基举上可妣去除水中的嗅昧， 想臭戴徽藏将这类纯台秘镪藤繇解麓c 0 2 、h 2 0 辩蘑露一些嚣税离子，体系矿袍 疆麦不蕊。 臭戴蕊可疆焉子醣业各种藻类瀚繁麓。随卷攀节抟变纯，霄盼表体孛校程套 蠢藻类姻繁殖，这些藻浆= 盔新陈代谢过程中会产生令人搬石舒艨豹气昧。北外， 藻类辫繁薅逐衾器瑟警骏承楚琏设餐瓣搂蓼。露嶷惑露醛酸嚣蒜静藻粪兹耱辕健 键，去豫滚娄黎燕熬条件，簸纛这副消豫垂藻类繁疆露霉 发翁各种受嚣彩确。 浙江太掌磺- 2 r 掌位论j r 1 3 5 臭氯对氰离子、铁和锰等秃机物的去除 水中豹一些无机物不僵会弓 起色度和气昧，如s 2 、f e 2 + 、m f + 等。丽且有些 具有很强的毒性，如c n 。、n o 。2 镣。臭氧对这豢无机物都有较好的去除能力。对 于f 矿、m n 2 + ，臭毓将其氧化成不溶性沉淀物，在臭氧化单元后加上过滤工序即 可褥劐裘豫。琵学菠疲式翔下掰示： f e 2 + + 0 3 + h 2 0 f e 3 + + 0 2 + 2 0 h ”( 1 忡4 ) f 。j 十+ 3 h 2 0 f e ( o h bl + 3 h +( 1 * 5 ) m n 2 * + 0 3 + h 2 0 一m n 4 + 固2 + o h ( 1 6 ) m n 4 + “o f 一加( o h ) 4 一m n 0 2 + 2 h 2 0( 1 * 7 ) 对于c n l 等物质，一般都利用臭氧将其直接氧化。c n 、s 2 - 和n o 2 等的化学反应 式努囊麴下式囊示。摄然致癌毪豹n 晓在獒载麴蓑馥变残7n 0 3 ，毽为了跨壹东 的富营养化。在后灏还应加上生化处理，以便脱去水中的氮。 c n - + 0 3 一c n o _ 十0 2( 1 - 8 ) 2 c n o + 2 h 2 0 呻2 0 2 n 2 + 莓辍+ ( 1 - 9 ) + + 0 3 一s s 0 3 。一s o d -( 1 - 1 0 ) n 0 2 。+ 0 3 一n 0 3 斗0 2 ( 1 - 11 ) 在蠢枧甥的臭氧怯处理过程巾，一般应注意臭氧的投麓爨，如在去躲承孛缒 m f + 邋稷中，当臭载投加过量时，会生成有一定毒性的m n 0 4 。，化学反斑式如下 ( 卜1 2 ) 所示。在实际操作中，当水体呈现紫级时，这就表明臭氧的投加孱已经 过量，必须减少臭氧靛投加量。对一般的天然出体面言，所鬻要投加的嶷氨量常 控裁为1 5 【! i g i l gm n ” m n 2 + ( o rm n 4 + ) + 4 0 3 一m n 0 4 + 4 0 2( 1 - 1 2 ) 另外当水体中含霭b r 时，必须严格控制臭氧的投加量，霞煎4 会生成备类演酸 釜，魏b r o ，b r o 玉等。瑟各类溪酸簸已经袭国瓣癌症醑究中心礁定灸致癌貔凌圈。 近年来，有研究者发现【7 - 9 】，当在此水体中加入n h 3 时，会生成n h z b r ，从而防止 溴酸盐的生成。 l 。3 6 炱飘对永中青枫物豹去豫 随潞工农业的发展，越来越多的有机物通过各种方式进入水体。目前，在世 器各秘承髂孛已捡出瓣奏捷耪多运二手多秘，嚣嚣缀多物痰爨骞一定豹致突变蛙。 因此，您样更好地去豫水中的各类有机物成了人们十分关注的课题。 7 发敲攘述 炱辍对炼烃及取 毪靛烃豹去豫。涤乎各粪烷烃擞薯彀会彩为禽饿稳键酶儆食物， 受氧德菇擞速搴鄂毙较夺，懿享靛麴懿氧纯逮率鬻数裁蠹0 0 1 4m 一f l 翅。在备 矜褒 燃烧奄霉戆孛，天能笈褒，。c t h o h 最 c - - - - o 簿蕊泾熬菠怨潘蕊饔爨熟活 仇作用，如叔丁醇的嶷虢健速率常数避0 6m l s ”。褥氯代烷烃则烧反应活憾降低， 嚣盈氯代弦发越裹，辩懿裁静稳寇魏簸逮强，辫犍媳慈强。懿溅豫台裙弱疑瘫速 率豢鼗燕袭l 堪。 臭裁他烯燎和取械燎烃。烯畿灏有机街含谢琊饱私硬键，黩氧与这娄他食锈 游爱瑾满髓羧蒜，萁簸感一簸遵覆c r i e g e e 稳瓒，鞠瑟爝翡炱戴能爱痤逮霉鬻散太 子l 扩m 4 s - 。鬻浣爱裳纯含穗一群，鼹键瑗爨土鹣蔑瓮程整越离，裂獒裁纯滋链 越矮。皴c h c i - - c h c f 瀚嶷襞讫瀵漆常数约惫5 7 0 0 m 3 ，箍c c i f c c l 2 酌蔽斑速 率嚣数巾予0 1 m s 一。w i l l i a m s o n 簿【l l 】试巍这主爨怒凌于氯瓣乎黪啜逛予* 凌麟迄 藏爨，豢熬瞧篷鎏邃熬缀疆鼗裁。热罄邃含澎鹣爱窿速枣蘩数觅裹l 毒。 臭戴张薄及繇霞港。臭羲穗辇蕊取筏苯静蔗威速率索数鞠藩授六，鸯苯舔上 卷强亲榱栏取代基丽辩，炱氧纯魏黛德奁秘的逮淡戆鞭当韵檄，震之，就镰麟弱 炱氧纯魏鬣藤速率。翔嶷鬣证苯酚翡艇盛速率襄羧离这l a xt 0 4 m q s 3 ，蕊獭蕊辈 鹃臭氧魏滚搴鬻蘩筏嚣器。0 9 醑5 - 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3r a t ec o n s t a n t so f d i f f e r e n t o r g a n i cc o m p o u n d s w i t ho z o n e o r g a n i cc o m p o u n d s m m p hk ( m 1 。1 s ) 甲醇 6 0 02 60 0 2 4 乙醇 6 6 020 3 7 甲醛 7 0 - - 6 0 02o 1 四氯乙烯 o 72 0 1 苯乙烯 0 0 0 72 3 1 0 5 马来酸 0 1 - 4 ) 721 0 j 硝基苯 5 1 020 0 9 甲苯 0 4 - - 41 71 4 4 氯苯酚 0 1 o 5l6 0 0 乙酸 1 0 0 02 5 t i 3 v o h j 爨 狂，势浚魏澎式巍琵露援黪5 麓5 霹。京t i 0 2 竞鏊趣鬻解峦鼹势褥歉实验孛，羧测 到若于审阐产物均为赡熬聃羟代产物骚静- 6 2 】，这缡栗支持o h 自由基是搬瓣他 t o ：翡妻爨蠛恁熬；m a o 游 酪】茨凝，蕊姨z ；烧翡辍邈运辜鸯c - h 筵赘襄繇羧淡 弩美，滚亵锈o h 丢鬣麓辍往过程瓣港攀决定戮鬻；簿察遂攀鸟蠢羲污染赣褒袋 蕊的吸雕滟浓度之阎帮穗掰鲍褶关靛嘏浚明o h 蘸界面直接磷剃丽物质耐。爵8 l 。 骥蘩镰炎然谂戴迎为铡，熬令氧豫道瓣帮鞋夔罄麓； 麓0 2 越掰一心它1 - 2 3 浙试袅掌礤士掌位论式 岔+ ，一热麓 h 2 0 h + 十o h - h + o h 一- * h o 扩+ h 2 0 + 0 2 - 一h o 牛壬r + 0 2 _ h + + h 2 0 一o h 十h + i 奄f q i 0 2 一+ 心一h 0 2 2 h 0 2 - 一0 2 十h 2 0 2 瓣+ 筇一o h + o 薹_ 魂 h 2 0 2 + h v + 2 - o h o r g a n + h o 十锡一积) 2 + 珏2 0 十箕稔产耱 m n 十( 金属离子) + n 矿一m 。 ( 2 ) 空穴氧化机耀s u n 等 6 9 1 认为在2 , 4 - d ( 2 ，4 w = 氯苯氧乙酸) 的液相光 蓬後爱应进程孛，p h - - 3 靖，爱痤豹鬻始酴羧主要爨空定蠢接蓑铯超箨霜，瑟 在p h 低于绒高于3 时，窑穴直接飘化机瑕逐渐由- o h 氧化机理墩代。m a o 等融l 在疆究三羲z t 黢帮z ；二酸黪繁晓竞篷豫反应避程孛，遵巍寨蠹 有税嵇雀 催化荆表面盎要经p h o t o - - k o l b e 过糕由空穴随接氧化： c c l 3 c o o - + h 十一 c c l 3 c o o l 一c c l 3 + c 0 2 ( 1 - 3 6 ) m a o 7 0 等避一步撂蹬，虽然z , - 酸分子孛不禽c - h 懿，毽承惑骞效懿发生巍继 化降解，这燎他合物巾没有o h 氧化所需要f 臼h ，因此，空穴直接氧化就是唯 一黪莪铯途橙。d r a p e r 霖f o x 7 l 】没l 茨瑷2 , 4 ，5 三蒸苯酚秘三蕙烯等纯台耨程 t i 0 2 敞化反成中- o h 的诱导产物。c a r r a w a y 等f 悲 己通过实验涟明紧密键合在半 导体液面土的电子供体弼甲酸蕴发生赢接空穴氧佬。 2 3 拳导俸究藩鼗氧纯豹影酶因素 影拣光缆化氧化熟殴素豫了光鳢化剡班乡 ，还有党滚襄光强、p 越、外翱 戴化栽、盐、温度等因素在这里主要讲一下前面三个掰素。 ( 1 ) 竞源鞠走强竞器镄二氧斑戆予竞慧射下n 委等导薄静宅予激发跃透， 1 9 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 用于激发的光子能量( h v ) 必须大于半导体的禁带宽度( e 。) 。如上所述t i 0 2 的 乓为3 2 e v 只有波长小于3 8 7 m n 的光子才能激发它。 光强与光催化效率关系复杂。b a h a n e m a r m 等以t i 0 2 光催化降解三氯甲烷时， 发现降解速率与光强的平方根之间存在线形关系。但更进一步的研究发现，在光 强大于6 1 0 。e i n s t e i n ( l s ) 时，光催化没有效果，这表明光强大并不一定有 效果，因为此时存在中问氧化物在催化剂表面的竞争性复合。 ( 2 ) p n 值光催化氧化的较高速率，在低p h 值和高p h 值时，都可能出 现p h 值的变化对不同反应物降解的影响不同。实验表明，不同结构有机物的光 催化降解有其特定的最佳p h 值，但在确定光催化降解的最佳p h 值时，应同时考 虑光强的大小，尽管对于确定的反应器，光强的影响是固定的，但一旦被处理水 的p h 值为定值，则考虑光强更具有意义。体系的酸度是影响光催化还原的重要因 素p h 值的变动直接影响着半导体带边电位的移动一般地，口h 值增加导带 电子的还原能力更强。 ( 3 ) 外加氧化剂为了保证光催化反应的有效进行，就必须减少光激电子 与空穴的简单复合，由于氧化剂是有效的导带电子的捕捉剂外加氧化剂能提高 光催化的速率和效率，已经发现的能促进光催化氧化的氧化剂有：0 2 、h 2 0 2 、f e 2 0 3 、 1 0 4 一等。许多研究表面，有机物在催化剂表面的光氧化速率受电子传递给0 2 的速 率限制在这里，0 2 作为电子的捕捉剂阻止了电子空穴的简单复合，同时产生的 超氧离子o z - 是高度活性的。0 2 和h 2 0 2 是比较理想的电子捕捉剂，因为其反应生 成物为h 2 0 。添加h 2 0 2 等强氧化剂有利于加速o h 的生成，但是投加量需控制适 量范围不然会造成氧化剂的浪费，甚至出现负效应。 2 4 半导体光催化氧化法存在的问题及前景展望 光催化氧化设备简单、操作条件易控制、氧化能力强、无二次污染，故在各 种生物难降解有机废水、综合废水的处理及生活用水的深度处理等方面有很广阔 的应用前景，但多相光催化废水处理技术并未实现工业化，主要存在以下限制因 素。 ( 1 ) 半导体光催化反应速率不高半导体载流子的复合率很高，光催化反 应速率低是阻碍光催化废水处理技术工业化的主要原因。 浙江火攀磺士掌傲- v e 文 ( 2 )反应速率对辐射度的依赖性不强兆催化反应速率对辐射度的依赖性 不强，遮藏意凑着辐射度增黧，建簸率藏在下降。霾魏， 获簸瓒翔辐麓淡寒大辐 度提高反应速率是爿i 可行的。 ( 3 )利用