光化学氧化技术现状、挑战与发展趋势

发布时间：2025-03-22

　　随着环境污染问题的日益突出，寻找高效、绿色的污染治理技术成为了研究热点。光化学氧化技术因其反应条件温和、氧化能力强等优点，在废水处理、空气净化等领域展现出了良好的应用前景。

　　光化学氧化技术概述

　　光化学氧化法包括光激发氧化法和光催化氧化法1。光激发氧化法主要以 O₃、H₂O₂、O₂和空气作为氧化剂，在光辐射作用下产生・OH;光催化氧化法则是在反应溶液中加入一定量的半导体催化剂，使其在紫外光的照射下产生・OH，两者都是通过・OH 的强氧化作用对有机污染物进行处理1。

　　光化学氧化技术的应用

　　废水处理：可用于处理各种难降解有机废水，如含有农药、染料、抗生素等污染物的废水。例如，利用光催化氧化技术处理印染废水，能够有效降解废水中的染料分子，降低废水的色度和 COD 值。

　　空气净化：在光的作用下，光催化剂可以将空气中的有害气体如甲醛、苯等氧化为二氧化碳和水，从而达到净化空气的目的。

　　面临的挑战

　　光催化剂的效率和稳定性：目前大多数光催化剂的量子效率较低，且在长期使用过程中容易发生团聚和失活现象，影响了光化学氧化技术的处理效果和使用寿命。

　　光源的限制：光化学氧化反应通常需要紫外光或特定波长的光作为激发光源，这限制了其在实际应用中的推广，因为紫外光源的成本较高且能量消耗较大。

　　反应机理的复杂性：光化学氧化过程涉及到复杂的光物理和光化学过程，对其反应机理的深入理解还不够充分，这给光催化剂的设计和反应条件的优化带来了一定的困难。

　　发展趋势

　　新型光催化剂的研发：开发具有高量子效率、高稳定性和可见光响应的新型光催化剂是光化学氧化技术的重要发展方向。例如，通过对半导体材料进行改性、复合等方法，提高其光催化性能。

　　光反应器的优化设计：设计结构简单、效率高、能应用自然光并可长期稳定运行的反应器，提高光的利用效率，降低光化学氧化技术的运行成本。

　　与其他技术的联合应用：将光化学氧化技术与其他处理技术如吸附法、生物法等联合使用，发挥各自的优势，实现协同增效，提高环境污染治理的效果。