Гетерогенный фотокатализ в процессах обработки воды

Abstract

Рассмотрены механизм и основные закономерности окислительной деструкции органических соединений на полупроводниковых фотокатализаторах (преимущественно TiO2). Обсуждается влияние физико-химических факторов (концентрации и природы фотокатализатора и субстрата, рН и окислительно-восстановительного потенциала среды, окислителей и др.) на кинетику разложения поллютантов. Проанализированы способы повышения эффективности деструкционного процесса путём поверхностного и объёмного модифицирования фотокатализаторов благородными и другими металлами, металлооксидами, иммобилизацией их на различных носителях и др. Показано, что разработка высокоэффективных и малоэнергоёмких способов очистки воды от токсичных органических соединений на основе рассматриваемых гетерогенных фотокаталитических систем с применением окислителей (O2 , O3 , H2O2 и др.) является перспективным направлением в экологии гидросферы.

Розглянуто механізм і основні закономірності окислювальної фотодеструкції органічних сполук , що відносяться до поширенихзабруднювачів гідросфери, на напівпровідникових ФК (головним чином, TiO2). Обговорюється вплив фізикохімічних факторів(концентрації і природи фотокаталізатора і субстрата, рН і окисно-відновного потенціалу середовища, окислювачів та ін.) на кінетику розкладу полютантів. Проаналізовано способи підвищення ефективності деструкційного процесушляхом об’ємного і поверхневого модифікування ФК благородними і іншими металами, металооксидами, імобілізацією їх на різних носіяїхта ін. Показано, що розробка високоефективних і малоенергоємких способів очистки води від токсичних органічних сполук на основі розглянутих гетерогенних фотокаталітичних систем з використанням додаткових окислювачів (O2, O3, H2O2 та ін.) є перспективним напрямком у вирішенні проблем в екології гідросфери.

The mechanism and underlying regularities of photo-oxidative destruction of organic compounds belonging to widespread aqueous medium contaminants over semiconductor photocatalysts (predominatingly, TiO2) are reviewed. The effect of physical-chemical factors (concentrations and nature of photocatalysts and substrates, pH and redox potential of medium, use of additional oxidants etc.) on the kinetic of pollutant decomposition have been discussed. The evaluation has given for methods to enhance activity photocatalysts by surface and bulk modification with noble and another metals, metal oxides, immobilization on the different supports etc. It has been demonstrated, that developing of high effective and energetically profitable methods of removal of toxic organic compounds from water on basis of discussed heterogeneous photocatalytic systems in combination with oxidative agents (O2, O3, H2 O2 etc.) is promising way in decision of the water ecology problems.