高级氧化技术概述.ppt

1、高级 氧化 技术 概述吕康乐吕康乐 2009/09/01我的简历n出生年月出生年月：1972.09n籍贯籍贯：湖北n学习和工作经历学习和工作经历： 1992.09-1995.07 长安大学长安大学工业分析专业 1995.07-1996.09 浙江临海市华城化工联营公司技术员 1996.10-2000.08 浙江华海药业股份有限公司技术员 2000.09-2003.06 浙江工业大学浙江工业大学工业催化专业硕士（工学硕士） 2003.09-2006.09 浙江大学浙江大学化学专业博士 (理学博士) 2006.09-今 中南民族大学中南民族大学化材学院任教 2007.07-今 武汉理工大学武汉理工

2、大学材料复合新技术国家重点实验室博士后网页链接：http:/:83/hxx/show.php?id=862&sort=师资力量联系方式：联系方式：138 7125 2242 科研论文科研论文8. kangle lv*, xiaofang li, kejian deng, jie sun, xianghong li, mei li, effect of phase structures on the photocatalytic activity of surface fluorinated tio2, appl. catal. b, 2010, in press.7. kangle l

3、v, jiaguo yu*, kejian deng, xianghong li, mei li, effect of phase structures on the formation rate of hydroxyl radicals on the surface of tio2. j. phys. chem. solid, 2010, in press.6. kangle lv*, jiaguo yu, kejian deng, jie sun, yanxi zhao, dongyun du, mei li, synergistic effects of hollow structure

4、 and surface fluorination on the photocatalytic activity of titania. j. hazard. mater., 2010, 173, 539-543.5. kangle lv, housong zuo, jie sun, kejian deng*, songcui liu, xiaofang li, duoyuan wang, (bi, c and n) codoped tio2 nanoparticles. j. hazard. mater., 2009, 161, 396-401.4. xiaofang li, kangle

5、lv*, kejian deng, junfeng tang, rong su, jie sun, lianqing chen, synthesis and characterization of zno and tio2 hollow spheres with enhanced photoreactivity. mater. sci. eng. b, 2009, 158, 40-47. 3. kangle lv, chunshan lu*. different effects of fluoride surface modification on the photocatalytic oxi

6、dation of phenol in anatase and rutile tio2 suspensions. chem. eng. technol., 2008, 31, 1272-1276. 2. songcui liu , kangle lv* , kejian deng, hongmei tang, xiaofang li. preparation of three types of titanium dioxides with different crystallite and the photoreactivity. imag. sci. photochem., 2008, 26

7、, 138-147.1. kangle lv , yiming xu*. effects of polyoxometalate and fluoride on adsorption and photocatalytic degradation of organic dye x3b on tio2: the difference in the production of reactive species. j. phys. chem. b, 2006, 110, 6204-6212. 相关科研n2008年指导本科生王莹莹的毕业论文获校湖北省首届大学生化学学术创新成果报告会三等奖三等奖；n2009

8、年指导本科生牛晓娜的毕业论文获校湖北省第二届大学生化学学术创新成果报告会三等奖三等奖；n2009年指导研究生黎小芳的大学生科研创新基金项目，其科研论文获09年中南民族大学第五届研究生论坛二等奖二等奖。n2006年获校自然科学基金校自然科学基金重点项目资助（yzz06019）；n2008年获湖北省自然科学基金湖北省自然科学基金资助（2008cdb265）；n2009年获中国博士后科学基金中国博士后科学基金资助（20090451086）；n2009年获国家留学基金委国家留学基金国家留学基金资助（2009842478）.n2009年获国家自然科学基金自然科学基金资助（20977114）.高级氧化技术

9、课题组高级氧化技术课题组环境光催化国内科研单位n中国科学院北京化学所n中国科学院大连化学物理研究所n清华大学n武汉大学n浙江大学n南京大学n福州大学n华东理工大学n武汉理工大学n华中师范大学参考教材现代光化学，张建成，王夺元， 化学工业出版社，2006 光催化，张金龙，成峰，何斌， 华东理工大学出版社，2004纳米光催化及光催化环境净化材料 刘春艳，化学工业出版社，2008新加坡海峡两船相撞新加坡海峡两船相撞 5 5千吨千吨原油泄漏原油泄漏 20102010年年5 5月月2525日，一艘马来西亚籍油船与一艘圣文森特和格林纳丁斯籍货船在新加日，一艘马来西亚籍油船与一艘圣文森特和格林纳丁斯籍货船在

10、新加坡海峡樟宜东附近相撞，两船船体受损，约坡海峡樟宜东附近相撞，两船船体受损，约5 5千吨原油泄漏。千吨原油泄漏。 问题问题 高级氧化技术？1、环境污染治理的、环境污染治理的高级氧化技术高级氧化技术n传统的污水处理方法有物理吸附、化学氧化、微生物处理和高温焚烧等。但这些方法都存在某些缺点，如效率低、能耗高、适用范围窄和处理不彻底，容易产生二次污染。n开发高效、低能耗、使用范围广和有深度氧化（advanced oxidation）能力的污染物净化处理技术一直是环保研究者所追求的目标。 高级氧化技术高级氧化技术的的定义与特点n上世纪八十年代，上世纪八十年代，glaze等人将等人将高级氧化技术高级氧

11、化技术（advanced oxidation process, aop）定义为：以）定义为：以羟基自由基羟基自由基（.oh）为主要氧化剂的氧化过程。）为主要氧化剂的氧化过程。naop特点：特点：（1）产生大量）产生大量非常活泼非常活泼的的.oh等自由基，直接与废水中等自由基，直接与废水中的污染物反应，将其降解或矿化为为二氧化碳和水，的污染物反应，将其降解或矿化为为二氧化碳和水，不会产生二次污染；不会产生二次污染；（2）反应速度很）反应速度很快快，能在很短时间内达到处理的要求；，能在很短时间内达到处理的要求；（3）既可作为单独处理，又可与其他处理过程相匹配。）既可作为单独处理，又可与其他处理过程

12、相匹配。（如：可以作为生化处理前的预处理，降低污水处理（如：可以作为生化处理前的预处理，降低污水处理的成本）。的成本）。aop的代表：tio2光催化 以半导体tio2光催化氧化为代表的高级氧化技术（aops）能够克服传统污水处理方法的缺点。 它可以利用太阳能和空气中的氧气，就可以降解和矿化水中的有机污染物。 该方法适用范围广、对有机污染物氧化彻底，不会带来二次污染，因而其适用化研究日益受到重视。2. tio2光催化的发展过程没有没有光光 就没有就没有 人类人类文明文明* * * *神奇的光历史性事件：历史性事件：tio2光解水光解水ecbe-h+hvevbefsemiconductor tio

13、2at tio2 electrode h2o + 2h+ (1/2)o2 + 2h+ at pt electrode 2h+ + 2e- h2overall reaction h2o + 2hv (1/2)o2 + h2历史性事件：历史性事件：染料敏化太阳能电池染料敏化太阳能电池瑞士联邦理工学院瑞士联邦理工学院m.gratzel教授，1991，效率7% 2009 nobel prize2009-nobel 化学奖化学奖预测迈克尔迈克尔格兰泽尔格兰泽尔成果：发明了染料敏化太阳能电池，现已被命名为格兰泽尔电池。 历史性事件：历史性事件：染料敏化太阳能电池染料敏化太阳能电池tio2光催化发展的历史n

14、1972年，tio2光解水（标志）n1976年 ，tio2/uv光催化能降解联苯和氯联苯 n1977年，首次证明tio2可以光解水中的氰化物 n8090年代，光催化的研究的活跃阶段 n今天，光催化成为新兴的化学边缘学科 isi survey by tio2 or titanium dioxide and photothompson & yates. 2006 chem. rev.20062000more*3. tio2光催化的应用 有机物降解有机物降解环境净化环境净化卫生保健卫生保健 半导体光催化以其强劲的半导体光催化以其强劲的氧化能力可以分解破坏许多氧化能力可以分解破坏许多有机物。详

15、细研究过的已达有机物。详细研究过的已达100余种以上余种以上 汞、铬、铅等金属离子的汞、铬、铅等金属离子的污染问题污染问题a. 氧化还原性氧化还原性应用adv. funct. mater., 2007, 17, 2728-2738.tunable synthesis of various wurtzite zns architectural structures and their photocatalytic properties 有机物降解有机物降解环境净化环境净化卫生保健卫生保健 对环境中的污染物具有对环境中的污染物具有强烈的氧化降解能力，强烈的氧化降解能力，使有机物分解为水和二使有机物

16、分解为水和二氧化碳，所以是净化环氧化碳，所以是净化环境的优良功能材料境的优良功能材料a. 氧化还原性氧化还原性应用 有机物降解有机物降解环境净化环境净化卫生保健卫生保健 光催化的氧化性对大多光催化的氧化性对大多数微生物都有强杀伤力数微生物都有强杀伤力,因因此可以考虑作为杀菌消毒此可以考虑作为杀菌消毒的手段的手段,尤其是用于生活用尤其是用于生活用水的净化。光催化不仅仅水的净化。光催化不仅仅能杀死普通的细菌和病毒能杀死普通的细菌和病毒,它还能使某些癌细胞失活它还能使某些癌细胞失活 a. 氧化还原性氧化还原性应用b. b. 亲水性亲水性应用防雾透明防雾透明自清洁自清洁 镜子表面一旦形成雾膜，反射像镜

17、子表面一旦形成雾膜，反射像变得模糊不清。当水在变得模糊不清。当水在tio2薄膜表面薄膜表面的接触角小于的接触角小于15时具有高的水流动时具有高的水流动性，小于性，小于10时有自清洁效果，小于时有自清洁效果，小于7时有防雾效果。因此高度亲水化表时有防雾效果。因此高度亲水化表面可起到防止水分子在表面凝聚成小面可起到防止水分子在表面凝聚成小液滴防雾效果。用于浴室的镜子、农液滴防雾效果。用于浴室的镜子、农用暖房薄膜、仪器仪表的显示屏、汽用暖房薄膜、仪器仪表的显示屏、汽车交通工具的门窗玻璃及反光镜车交通工具的门窗玻璃及反光镜 b. b. 亲水性亲水性应用防雾透明防雾透明自清洁自清洁 建筑、交通运输工具、

18、广建筑、交通运输工具、广告牌、路牌等表面上，雨水会告牌、路牌等表面上，雨水会自动将其清洗干净。室内装饰自动将其清洗干净。室内装饰及室内用具，表面达到高度的及室内用具，表面达到高度的亲水性而便于清洗，上面吸附亲水性而便于清洗，上面吸附的尘埃很容易擦净，非常有利的尘埃很容易擦净，非常有利于保持表面的洁净。汽车车身于保持表面的洁净。汽车车身表面涂有这种涂料可减少洗车表面涂有这种涂料可减少洗车用水用水90%。 a.tio2光催化氧化法 tio2光催化氧化法，可以使污水中的染料、农药、表面活性剂、卤代物、油类等多种有机物进行降解。hoclclclclcl2+ 7o24hcooh + 8co2 + 10hclhvtio24. 高级氧化技术举例.2/2.80()hoh oev2.22h ohohv（a）(300nm)（uv/h2o2 法）法）b.b.活化活化h h2 2o o2 2的光催化氧化法的光催化氧化法no2no2ch