光催化降解有機(jī)污染物技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

劉振興

（陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西西安710300）

1 光催化降解有機(jī)污染物技術(shù)研究現(xiàn)狀

所謂的光催化降解有機(jī)污染物技術(shù)，指的是當(dāng)有機(jī)廢水中存在半導(dǎo)體分泌催化劑的時(shí)候，通過(guò)一定強(qiáng)度的紫外光照射之后，體系中產(chǎn)生一定量和多種形式的活性氧和自由基，由于這些活性氧和自由基具有較高的氧化電位，因此能夠?qū)τ袡C(jī)物進(jìn)行講解，使其礦化為水或者是二氧化碳，進(jìn)而達(dá)到治理有機(jī)物的目的。

當(dāng)前，關(guān)于該技術(shù)的研究和應(yīng)用案例可謂是數(shù)不勝數(shù)，而在具體的技術(shù)研究過(guò)程中，其應(yīng)用分歧主要在于反應(yīng)器的類型。在降解有機(jī)污染物時(shí)，其反應(yīng)器主要有兩種類型，一類是利用自然光作為照射光源，采用催化劑固化技術(shù)的平板式反應(yīng)器，另外一類則是利用人工光源為照射光源，采用粉末催化劑的懸漿體系光催化反應(yīng)器，其多為圓柱形。在具體的使用過(guò)程中明，兩種反應(yīng)器各有優(yōu)缺點(diǎn)。以平板式反應(yīng)器為例，其在使用時(shí)，操作并不是十分的方便，而且必須要將催化劑固定在平板的表面，因此催化劑的表面積大幅度降低，這樣也間接導(dǎo)致污染物的降解速率下降；其次，平板式反應(yīng)器主要是借助太陽(yáng)能進(jìn)行催化，而太陽(yáng)能的清潔度雖然比較高，而且成本低，但是其在具體使用過(guò)程中可能會(huì)受到季節(jié)、天氣和時(shí)間等多種因素的影響，導(dǎo)致光照強(qiáng)弱出現(xiàn)變化，這樣也會(huì)影響反應(yīng)器作用的發(fā)揮。此外，太陽(yáng)光的效果比紫外線差，其也極大的限制了反應(yīng)的速度。

而懸漿體系光催化反應(yīng)器，在使用時(shí)由于催化劑處于懸浮狀態(tài)，因此，其具備有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：首先是催化劑的顆粒比較小，而且含有孔隙，這樣就在無(wú)形中增加了顆粒的比表面積，增加了催化劑的利用率，提高了反應(yīng)速率。但是，在具體的使用過(guò)程中，由于催化劑的分離及連續(xù)分離問(wèn)題，也對(duì)該反應(yīng)器的使用產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響。在光催化劑降解有機(jī)污染物的時(shí)候，為了更好的滿足降解需要，我國(guó)部分學(xué)者嘗試開發(fā)了新型懸漿體系光催化反應(yīng)器，采用負(fù)載型的催化劑，該反應(yīng)器的設(shè)備出水處與膜分離裝置連接在一起，將催化劑攔截在設(shè)備體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，這種反應(yīng)器在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中依然存在有一定的缺陷。一是負(fù)載使得催化劑活性降低，其只能對(duì)部分廢水進(jìn)行深化處理，因此，其使用范圍受到了較大限制；二是存在著膜的反沖洗、更換等問(wèn)題，不斷操作較為繁瑣，同時(shí)其維護(hù)管理難度也比較大，在使用時(shí)運(yùn)維費(fèi)用比較高，以上種種原因都在一定程度上限制了該技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。

2 光催化降解有機(jī)污染物技術(shù)的發(fā)展方向

當(dāng)前，在應(yīng)用光催化講解有機(jī)污染物技術(shù)時(shí)，反應(yīng)器是相關(guān)技術(shù)使用的關(guān)鍵所在，在具體使用時(shí)根據(jù)催化劑的存在狀態(tài)可以將其分為固定式和懸漿式兩種不同的形式，在懸漿式反應(yīng)器中，一般會(huì)直接將TiO2顆粒與需要處理的廢水混合，通過(guò)攪拌使得催化劑分散均勻，但是由于TiO2的比表面積比較大，其對(duì)有機(jī)物有著較好的吸附作用以及對(duì)光子有較好的吸收，因此，講解效率比較高，而且其在實(shí)際應(yīng)用中還存在有催化劑難以有效回收、容易發(fā)生凝聚現(xiàn)象降低活性等缺陷，因此，其難以在實(shí)際中有效的應(yīng)用，發(fā)揮降解作用。

由于懸浮式反光催化反應(yīng)器在使用時(shí)存在有較多的不足，因此，近些年來(lái)固定式光催化反應(yīng)器得到了迅速發(fā)展，所謂的固定光催化劑也就是將TiO2固定在載體上或者是將其制作成薄膜處理廢水，在這種情況下，不需要使用額外設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)光催化劑的重復(fù)利用，有效的降低了降解成本。

當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，多種結(jié)構(gòu)的光反應(yīng)器開始應(yīng)用于實(shí)際的有機(jī)污染物和廢水處理中，而且取得了一定的成果，但是，在實(shí)際應(yīng)用中，由于多方面因素的影響，其也存在有較多的問(wèn)題需要階級(jí)，而且這些問(wèn)題所涉及的面也極為廣泛，情況相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜。如催化劑的存在狀態(tài)、反應(yīng)器的幾何形狀及尺寸、光系統(tǒng)等方面的問(wèn)題都需要多交注意。

在具體應(yīng)用時(shí)也需要根據(jù)實(shí)際情況有針對(duì)性的選擇，如反應(yīng)器的形狀選擇就需要結(jié)合實(shí)際情況，有針對(duì)性的進(jìn)行選擇，不僅要考慮占地面積，還需要考慮到反應(yīng)速率等方面的問(wèn)題，進(jìn)而更好的提高光催化反應(yīng)器的實(shí)用化效果。

總之，光催化講解有機(jī)污染物技術(shù)作為一種新興的處理技術(shù)，其具有處理速遞快，效率高的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)前已經(jīng)受到了越來(lái)越多人的關(guān)注，但是在該技術(shù)實(shí)際使用過(guò)程中，由于受到了多種因素的影響，因此，其使用效果并不是十分的理想，在未來(lái)要想應(yīng)用好相關(guān)技術(shù)，還有很長(zhǎng)一段路需要走。