光催化全册配套最完整精品课件2ppt
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1、光催化全册配套最完整精品课件2,松花江水污染事件造成的河流污染图,造纸厂将未经处理的废水直接 水污染造成鱼塘中鱼大量死亡 排入农田中,水污染极度影响着我们的生活,废水净化处理的紧迫性,工业的发展造成了越来越严重的环境污染,水体中大量污染物严重威胁着人类自身的健康。 1994年以来,美国在饮用水中发现了100多种合成有机物,如多氯联苯、多环芳烃等,具有“三致”作用。 根据我们国家1998年对全国109700公里河流进行的评价,我国河流长度有70.6%被污染,其中有机污染是一个不可忽视的因素。,生态建筑风靡国外,图1 国外生态建筑,常用的废污水处理方法,物理处理法:格栅,筛网, 沉淀, 隔油,气浮, 过滤,
2、 离心 化学处理法:中和, 混凝, 化学沉淀氧化还原, 离子交换, 膜析 生物处理法 :好氧(生物膜法、活性污泥法), 厌氧,废水净化处理中的高级氧化技术,高级氧化技术(Advanced Oxidation Technology,简称AOT)是指在水处理过程中可产生羟基自由基,使水体中的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质,甚至直接降解成为CO2 和H20,接近完全矿化。,光催化氧化法的优点,光催化氧化法是一种新型的水污染治理技术,利用光照射半导体催化剂(如:TiO2),在水中产生羟基自由基,氧化水中的污染物。,光催化氧化特点: 设备结构相对比较简单,反应条件温和,操作条件容易控制 氧化还原性强
3、,COD去除率高,无二次污染 可利用太阳光 TiO2化学稳定性高、无毒、价廉,水中主要污染物的分类,固体悬浮物 :泥沙、铁锈、肉眼可见物 微生物: 细菌、病毒、藻类等 溶解无机物: 碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硝酸盐 重金属 :汞、砷、铅、镉、铬等 有机物: 农药、化肥、各类工业用溶料、染料、清洁剂、消毒剂 放射性粒子: 核工业及核医学等产生的放射性粒子,降解就是将大分子的有机物通过物理、化学、生物手段使其成为小分子的过程,可分为物理降解、化学降解、生物降解。,机 理,光催化剂(如TiO2等)受到能量大于禁带宽度的光照射,价带上的电子 e-受到激发,跃过禁带进入导带,留下空穴h+ , h+具有强氧
4、化性, e-具有强还原性,二者形成氧化还原体系。光生电子-空穴对在离半导体表面足够近时,载流子移动到表面,活泼的空穴电子都有能力氧化和还原吸附在表面上的物质。,光生e- 和h+ 除了可直接与反应物作用外,还可与吸附在催化剂表面上的O2、OH- 和H2O 发生一系列反应,生成具有高度化学活性的羟基自由基OH 及H2O2,这些活性物质把吸附在催化剂表面上的有机污染物降解为CO2、H2O 等。,TiO2的光催化反应机理,光催化净化机理-纳米TiO2,受到光线照射,形成高活性电子和空穴 空穴强氧化性, 物质被氧化 电子受体通过 接受电子被还原,TiO2 hv e -+h+ h+H2O OH +H+ e
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