光催化和電化學氧化法在污水處理領域被廣泛研究,但其采用率并不高,因為這兩種方法的處理效果相對于其成本來說并不具備優勢。在光催化法中,紫外線輻射觸發催化劑(通常是二氧化鈦)推動材料中的電子達到一個高能狀態。反過來,留下自由正電荷空穴對污染物進行氧化。
加拿大雷克海德大學材料和環境化學系副教授陳愛成(音譯)將兩種污水處理方法相結合,在一端電極上噴涂光觸媒,另一端電極則涂上電催化劑,從而創建了一個雙重用途的電極。陳愛成對電極去除兩種不同硝基酚的能力進行了測試。硝基酚是一種常用于制造藥品、農藥、殺菌劑和染料的化學物質,在工業廢水中普遍存在,常規方法很難將其清除。
但是,光觸媒并不是很有效,因為電子通常還會與空穴重新進行結合。電化學氧化法的原理是,電流穿過水中的催化劑對污染物進行氧化。將兩種方法結合在一起可提升該過程的效率,因為這可阻止光觸媒建立的電子和空穴進行再結合。
測試表明,這個雙重用途的電極在3個小時內去除了85%到90%的硝基酚。此項成果發表在近期《環境科學與技術》雜志上。陳愛成已將其此項發明申請了專利,他認為該技術在兩年內即可實現商業化。
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