赵云锋
广州奥科达水处理设备有限公司
摘要：结合当前的有机废水处理的情况，在分析了TiO2光电催化技术的主要机理的基础上，探讨了TiO2光电极的制备相关内容，并有侧重点论述了TiO2光电催化在水处理方面的应用情况，希望对于今后全面提升有机废水处理水平有所帮助。
关键词：光电催化，光电极制备，有机废水，废水处理
针对当前的高有机污染物的处理技术发展情况，光电催化技术则具有广阔的应用前景，其能体现出电化学氧化法和光化学的特点，具体来说，主要涉及到半导体光电极辅助降解、光催化电芬顿工艺等方面的研究工作。这种技术能有效实现污水中的有机污染物进行相应的化解处理，从而保障其成为无机小分子的情况，或者能保障满足有机污染物的转化情况，从而保障能有效实现相应的有用物质。其中，半导体则具备相应的能带结构，主要是就有空的导带及填满电子的价带，从这个角度来看，则是在能量超出禁带宽度的光情况下，进行照射半导体而造成相应的电子出现激发跃迁的情况，这样则会出现空穴，从而保障空穴具有较强的氧化性。在这个过程中，则是主要选择应该TiO2，并能存在着提升氧化剂反应活性的HO·。所以，通过这样的方式，能有效将原本水中的有机污染物进行降解处理，从而保障使其成为无机物。这里则是重点探讨了如何有效实现光电催化技术中相关内容，并重点分析了TiO2光电催化技术的情况，以及这种技术在废水处理中的应用情况，希望给予广大同仁一定抛砖引玉的作用。
1 TiO2光电催化技术的主要机理
考虑到TiO2往往具有较为特殊的电子结构，其能实现比较高的价带能级。这样情况下，其接受能力超出袋洗能力的光照情况下，则应将相关的偏压施加在外部，从而有效保障电子激发满足在相应的导带方面，保障其能有效形成活性较强的电子的情况，并能构建成为具有带正电荷的空穴，从而有效构建相应的氧化还原系统。考虑到溶解氧及水分别与二氧化碳中的电子与空穴的具体反应情况，这样往往会造成比较强的活性，也具有比较强的氧化性的特点，这样就能有效实现进行有机废水的降解处理。在此过程中，考虑到TiO2中相应的捕捉活性强电子能力有限，则会造成活性强电子和光能实现相应的空穴再复合的情况。从这个角度来看，相应的光电催化技术就是借助于上述机理内容，从而保障能实现活性强的电子的捕捉，从而有效实现相应的电子转移要求，实现半导体表面中留住光生空穴，从而能实现光量子的反应效率得到大大提升。
2 TiO2光电极的制备
结合TiO2光电催化技术的机理可以看出，光电催化反应器中关键性内容则是光电极。结合相应的制备情况来看，则是通过相应的透明固定化膜电极、悬浮态光电极、固定化膜光电极等措施。在此过程中，固定化膜光电极则具有较为广泛的应用空间，相应操作过程较为容易实现。这种方式中，则是结合具体的固化要求，能通过有效的化学方法来实现。
在具体的过程中，但存在着相应的不同固定床的情况下，则会造成存在着不同的光降解效率。如果考虑到外部施加电场的影响，这样就会造成催化剂能实现负载在基体表面的情况。因此，基体能有效实现相应的载体作用，还能提升反应效率，有效控制催化剂的应用量，能保障相应的反应需求，实现电极表面的性能和结构的优化。
3 TiO2光电催化在水处理方面的应用
在应用TiO2光电催化技术过程中，其体现出高级的氧化技术方面，在将其应用在水处理的过程中，相比而言，能有效全面降解相应废水中的有机污染物，并能全面提升相应的利用效率，有效避免二次污染的情况，对于相应的有机物污染物的降解来说，则具有较为广泛的应用空间。
3.1 光电催化降解甲酸
Anderson借助于TiO2薄膜电极光电催化降解了相应的溶解的甲酸，并能从实际出发来考虑到氧通量、薄膜厚度、外部施加偏压等方面的影响，从而全面探讨了相应的影响到光电催化降解甲酸的影响因素。结合相关的试验研究表明，降解率在pH为3.4情况下往往最大，而pH值超过6的情况，则会停止光电催化降解反应。在具体的试验环节中，甲酸初始浓度对光电催化降解并没有太大的影响，但在具体的传质环节中，往往存在着对于电催化降解效率比较大的影响。
3.2光电催化降解染料
Socha等人则是重点探讨了TiO2光电催化中相关的薄膜电极对于三偶氮染料、双偶氮染料等相应的降解情况，特别是在六十摄氏度的情况下，开展了三小时的降解时间，想对比来说，两种染料的降解速率能保障满足74%与31%的要求，相应的光电催化降解速度往往更好。同时，姚清照等人则是采用纳米结构的TiO2薄膜进行分析，并探讨了相应的光电催化降解工作，相比而言，往往能达到光降解效率的2倍之上。吴永健等人借助于单槽和双槽反应器，能通过实验证明了双槽反应具有明显的优势，特别是在偏压为0.6V，pH为7的情况下，能保障双槽反应器中的光电催化降解效率的最大化要求。
3.3光电催化降解酚类
Hesselman等人则是探讨了浓度以及pH值对于相应的TiO2光电催化讲解效率的影响。其中，4-氯酚的降解则是属于相应的一级反应动学的范畴。同时，Waldner等人在重点通过试验的方式来探讨了TiO2薄膜对于草酸和4-氯酚降解环节中存在的不同效果，试验结果表明，光电催化降解草酸的效率往往要高于4-氯酚，究其原因，主要是考虑到降解4-氯酚的环节中存在着中间物。
4 结语
在进行有机废水的处理环节，借助于光电催化技术的优势，能实现外部偏压的施加，从而有效减少光生电子以及空穴的复合率，以便更好地保障水中有机污染物得到更好地的处理，实现预期的污水处理效果。实践证明，光电催化技术在有机废水处理中具有广阔的应用前景。
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