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Industry Applications


紫外線光化學(xué)反應(yīng)是利用紫外光子能量引發(fā)分子吸收光子,形成激發(fā)態(tài)而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。

紫外線是電磁波譜中波長(zhǎng)介于100納米(nm)至400nm,根據(jù)波長(zhǎng)的不同,紫外線可進(jìn)一步劃分為:
·UV-A(320-400nm):能量較低,主要引起分子的電子激發(fā),用于光固化、光催化等。
·UV-B(280-320nm):能量較高,能引起皮膚曬傷,用于光化學(xué)反應(yīng)。
·UV-C(200-280nm):能量很高,具有強(qiáng)大的殺菌能力,其中254nm波長(zhǎng)因與微生物DNA吸收峰接近而廣泛應(yīng)用于消毒,此波段也常用于光化學(xué)降解。
·真空紫外線(100-200nm):能量最高,能被空氣中的氧氣強(qiáng)烈吸收,需在真空或特定惰性氣體環(huán)境下使用,其中185nm波長(zhǎng)的VUV光能直接裂解水分子產(chǎn)生羥基自由基,在總有機(jī)碳(TOC)降解中非常有效。
光化學(xué)反應(yīng)的二個(gè)主要的反應(yīng)路徑:
1、光解反應(yīng)
分子(M)吸收特定波長(zhǎng)的紫外光子(hv),躍遷至激發(fā)態(tài)(M*)。激發(fā)態(tài)分子不穩(wěn)定,可能通過(guò)多種途徑失活,其中之一就是化學(xué)鍵斷裂,形成自由基或更小的分子碎片,從而實(shí)現(xiàn)分子的降解。
M+ hy-M*. M*→降解產(chǎn)物
2、光催化氧化反應(yīng)
光催化氧化是利用半導(dǎo)體材料作為催化劑(如TiO2),紫外光照射到催化劑,光吸收與電子-空穴對(duì)產(chǎn)生,當(dāng)能量大于TiO2禁帶寬度(銳鈦礦型約為3.2eV,對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)約387nm)的光子照射到其表面時(shí), 價(jià)帶(Valence Band, VB)上的電子(e-)被激發(fā)躍遷至導(dǎo)帶(Conduction Band,CB),在價(jià)帶上留下一個(gè)帶正電的空穴(h+)。
Ti02 + hv→ Ti02(e- + h+)
產(chǎn)生的光生電子和空穴會(huì)向催化劑表面遷移,遷移到催化劑表面的空穴(h+)具有強(qiáng)氧化性,遷移到催化劑表面的電子(e-)具有還原性。
紫外線光化學(xué)技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用:
紫外高級(jí)氧化工藝(UV-AOPs),因其高效降解難處理有機(jī)物、無(wú)選擇性攻擊、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

紫外線光化學(xué)技術(shù)在純化水處理中的應(yīng)用:
純化水處理,特別是在醫(yī)藥、食品飲料和電子等高科技行業(yè),對(duì)水體的純度有著極為嚴(yán)苛的要求。紫外線光化學(xué)技術(shù)因其高效、清潔、無(wú)添加(或少添加)化學(xué)品等特性,在這些領(lǐng)域的高純水制備、痕量有機(jī)物去除和微生物控制方面發(fā)揮著不可或替代的作用。

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