光催化降解有機污染物技術現狀及發展方向

劉振興

（陜西國防工業職業技術學院，陜西西安710300）

1 光催化降解有機污染物技術研究現狀

所謂的光催化降解有機污染物技術，指的是當有機廢水中存在半導體分泌催化劑的時候，通過一定強度的紫外光照射之后，體系中產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，因此能夠對有機物進行講解，使其礦化為水或者是二氧化碳，進而達到治理有機物的目的。

當前，關于該技術的研究和應用案例可謂是數不勝數，而在具體的技術研究過程中，其應用分歧主要在于反應器的類型。在降解有機污染物時，其反應器主要有兩種類型，一類是利用自然光作為照射光源，采用催化劑固化技術的平板式反應器，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器，其多為圓柱形。在具體的使用過程中明，兩種反應器各有優缺點。以平板式反應器為例，其在使用時，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，這樣也間接導致污染物的降解速率下降；其次，平板式反應器主要是借助太陽能進行催化，而太陽能的清潔度雖然比較高，而且成本低，但是其在具體使用過程中可能會受到季節、天氣和時間等多種因素的影響，導致光照強弱出現變化，這樣也會影響反應器作用的發揮。此外，太陽光的效果比紫外線差，其也極大的限制了反應的速度。

而懸漿體系光催化反應器，在使用時由于催化劑處于懸浮狀態，因此，其具備有以下幾個方面的特點：首先是催化劑的顆粒比較小，而且含有孔隙，這樣就在無形中增加了顆粒的比表面積，增加了催化劑的利用率，提高了反應速率。但是，在具體的使用過程中，由于催化劑的分離及連續分離問題，也對該反應器的使用產生了一定的負面影響。在光催化劑降解有機污染物的時候，為了更好的滿足降解需要，我國部分學者嘗試開發了新型懸漿體系光催化反應器，采用負載型的催化劑，該反應器的設備出水處與膜分離裝置連接在一起，將催化劑攔截在設備體內，實現了設備的連續運轉。但是，這種反應器在實際運轉中依然存在有一定的缺陷。一是負載使得催化劑活性降低，其只能對部分廢水進行深化處理，因此，其使用范圍受到了較大限制；二是存在著膜的反沖洗、更換等問題，不斷操作較為繁瑣，同時其維護管理難度也比較大，在使用時運維費用比較高，以上種種原因都在一定程度上限制了該技術的創新和發展。

2 光催化降解有機污染物技術的發展方向

當前，在應用光催化講解有機污染物技術時，反應器是相關技術使用的關鍵所在，在具體使用時根據催化劑的存在狀態可以將其分為固定式和懸漿式兩種不同的形式，在懸漿式反應器中，一般會直接將TiO2顆粒與需要處理的廢水混合，通過攪拌使得催化劑分散均勻，但是由于TiO2的比表面積比較大，其對有機物有著較好的吸附作用以及對光子有較好的吸收，因此，講解效率比較高，而且其在實際應用中還存在有催化劑難以有效回收、容易發生凝聚現象降低活性等缺陷，因此，其難以在實際中有效的應用，發揮降解作用。

由于懸浮式反光催化反應器在使用時存在有較多的不足，因此，近些年來固定式光催化反應器得到了迅速發展，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，不需要使用額外設備就能實現光催化劑的重復利用，有效的降低了降解成本。

當然，在實際應用過程中，隨著科技的不斷進步和發展，多種結構的光反應器開始應用于實際的有機污染物和廢水處理中，而且取得了一定的成果，但是，在實際應用中，由于多方面因素的影響，其也存在有較多的問題需要階級，而且這些問題所涉及的面也極為廣泛，情況相對來說比較復雜。如催化劑的存在狀態、反應器的幾何形狀及尺寸、光系統等方面的問題都需要多交注意。

在具體應用時也需要根據實際情況有針對性的選擇，如反應器的形狀選擇就需要結合實際情況，有針對性的進行選擇，不僅要考慮占地面積，還需要考慮到反應速率等方面的問題，進而更好的提高光催化反應器的實用化效果。

總之，光催化講解有機污染物技術作為一種新興的處理技術，其具有處理速遞快，效率高的優點，當前已經受到了越來越多人的關注，但是在該技術實際使用過程中，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，在未來要想應用好相關技術，還有很長一段路需要走。