光催化氧化是指催化劑在太陽光作用下與溶液中的氧氣發(fā)生一系列反應生成強氧化性的?OH將有機污染物快速氧化分解的一種方法，該技術因其僅僅只需要提供催化劑，利用太陽能免費能源，是一種非常綠色環(huán)保的技術。目前，TiO2、ZnO和WO3等成為熱點研究的光催化劑。其中，TiO2光催化氧化技術研究技術方面相對成熟，應用也比較廣泛。
在半導體分類中TiO2能帶結構由一個空的高能導帶和一個充滿電子的低能價帶構成，兩者之間區(qū)域稱為禁帶，寬度為3.2 eV。采用能量大于3.2 eV的紫外光照射TiO2表面，價帶中的電子會受到光照激發(fā)躍遷至導帶，使導帶生成電子空穴對。產(chǎn)生的電子空穴容易捕獲電子，可奪取水或有機物的電子e-，從而生成羥基自由基?OH。利用?OH對污水中的有機物進行氧化，最終使得污染物得到去除。
TiO2光催化氧化機理
目前，納米TiO2光催化氧化技術分為均相催化和非均相催化兩大類。均相催化是直接在廢水中投加二氧化鈦催化劑，由于粉末催化劑比表面積較大，對有機物具有較好的吸附作用以及對光子具有較好的吸收，受光充分，因而具有較好的光催化作用。然而，存在催化劑 TiO2粉末難以有效分離回收，在水溶液中易發(fā)生凝聚而使得催化劑效果變差等問題。非均相體系的優(yōu)點是將催化劑負載在固定介質上，解決了均相體系回收難的問題，但催化效率降低。另外，光催化氧化技術普遍存在光轉化效率低，導致?OH產(chǎn)率低而影響處理效果。
針對光催化氧化技術存在的以上缺陷，深圳清泉聯(lián)合高校，提出開發(fā)新型一體化納米TiO2光催化氧化技術，目的是為了實現(xiàn)該技術在難生物降解廢水深度處理領域的廣泛使用。
