光化學(xué)氧化技術(shù)現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢

發(fā)布時間：2025-03-22

　　隨著環(huán)境污染問題的日益突出，尋找高效、綠色的污染治理技術(shù)成為了研究熱點。光化學(xué)氧化技術(shù)因其反應(yīng)條件溫和、氧化能力強等優(yōu)點，在廢水處理、空氣凈化等領(lǐng)域展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。

　　光化學(xué)氧化技術(shù)概述

　　光化學(xué)氧化法包括光激發(fā)氧化法和光催化氧化法1。光激發(fā)氧化法主要以 O?、H?O?、O?和空氣作為氧化劑，在光輻射作用下產(chǎn)生?OH;光催化氧化法則是在反應(yīng)溶液中加入一定量的半導(dǎo)體催化劑，使其在紫外光的照射下產(chǎn)生?OH，兩者都是通過?OH 的強氧化作用對有機污染物進行處理1。

　　光化學(xué)氧化技術(shù)的應(yīng)用

　　廢水處理：可用于處理各種難降解有機廢水，如含有農(nóng)藥、染料、抗生素等污染物的廢水。例如，利用光催化氧化技術(shù)處理印染廢水，能夠有效降解廢水中的染料分子，降低廢水的色度和 COD 值。

　　空氣凈化：在光的作用下，光催化劑可以將空氣中的有害氣體如甲醛、苯等氧化為二氧化碳和水，從而達到凈化空氣的目的。

　　面臨的挑戰(zhàn)

　　光催化劑的效率和穩(wěn)定性：目前大多數(shù)光催化劑的量子效率較低，且在長期使用過程中容易發(fā)生團聚和失活現(xiàn)象，影響了光化學(xué)氧化技術(shù)的處理效果和使用壽命。

　　光源的限制：光化學(xué)氧化反應(yīng)通常需要紫外光或特定波長的光作為激發(fā)光源，這限制了其在實際應(yīng)用中的推廣，因為紫外光源的成本較高且能量消耗較大。

　　反應(yīng)機理的復(fù)雜性：光化學(xué)氧化過程涉及到復(fù)雜的光物理和光化學(xué)過程，對其反應(yīng)機理的深入理解還不夠充分，這給光催化劑的設(shè)計和反應(yīng)條件的優(yōu)化帶來了一定的困難。

　　發(fā)展趨勢

　　新型光催化劑的研發(fā)：開發(fā)具有高量子效率、高穩(wěn)定性和可見光響應(yīng)的新型光催化劑是光化學(xué)氧化技術(shù)的重要發(fā)展方向。例如，通過對半導(dǎo)體材料進行改性、復(fù)合等方法，提高其光催化性能。

　　光反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計：設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、效率高、能應(yīng)用自然光并可長期穩(wěn)定運行的反應(yīng)器，提高光的利用效率，降低光化學(xué)氧化技術(shù)的運行成本。

　　與其他技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用：將光化學(xué)氧化技術(shù)與其他處理技術(shù)如吸附法、生物法等聯(lián)合使用，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)協(xié)同增效，提高環(huán)境污染治理的效果。