AOT

Advanced Oxidation Technologies 高級(jí)氧化技術(shù)

Advanced Oxidation Technologies (AOT)·Oxidationby hydroxyl radical reactions 由羥基進(jìn)行氧化反應(yīng)

···Powerful oxidant Highlyreactive 強(qiáng)氧化性 高效

Electrophilic character Shortlived (μs) 親電子特性 短壽命

Non-selective Everywherein nature 非選擇性 自然中無處不在

產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域

1、水凈化:環(huán)境激素(EEDs)降解，有機(jī)氯化物的降解;

生活用水凈化器:自來水中存在大量有機(jī)物、氯消毒副產(chǎn)物，其中有近40種致癌物，光催化水凈化器具有下列作用，第一、降解水中微量有機(jī)污染物;第二、降解水中消毒副產(chǎn)物;第三、分解水中的微量藻毒素;第四、殺滅飲用水中的細(xì)菌和病毒。

3、醫(yī)療器械及外設(shè):醫(yī)用導(dǎo)管、手術(shù)室消毒;

醫(yī)院的無菌病房墻壁光催化殺菌凈化，避免交叉感染和去除異味;醫(yī)藥制造過程的無菌化，保障藥品的安全。

4、太陽能利用:光解水制氫、CO2的光還原;

光解水制氫(清潔能源)、太陽能電池(直接發(fā)電)、光合作用(溫室氣體變油)，但是此項(xiàng)技術(shù)還不成熟。

5、 軍事應(yīng)用:防生化、野戰(zhàn)保障。

防生化處理(細(xì)菌、病毒、毒劑)、軍事掩蔽設(shè)施內(nèi)的空氣凈化、潛艇中的空氣凈化、炸藥推進(jìn)劑廢液的處理、遠(yuǎn)洋軍艦上果蔬保障、野戰(zhàn)場(chǎng)合的無菌水供應(yīng)、野戰(zhàn)醫(yī)院的無菌手術(shù)艙。

?研發(fā)

光觸媒于1967年被當(dāng)時(shí)還是東京大學(xué)研究生的藤島昭教授發(fā)現(xiàn)。 在一次試驗(yàn)中對(duì)放入水中的氧化鈦單結(jié)晶進(jìn)行了光線照射，結(jié)果 發(fā)現(xiàn)水被分解成了氧和氫。這一效果作為 " 本多 · 藤島效果 " (Honda-Fujishima Effect)而聞名，該名稱組合了藤島教授 和當(dāng)時(shí)他的指導(dǎo)教師----東京工藝大學(xué)校長(zhǎng)本多健一的名字。由于是借助光的力量促進(jìn)氧化分解反應(yīng)，因此后來將這一現(xiàn)象中 的氧化鈦稱作光觸媒。 這種現(xiàn)象相當(dāng)于將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，以 當(dāng)時(shí)正值石油危機(jī)的背景，世人對(duì)尋找新能源的期待甚為殷切， 因此這一技術(shù)作為從水中提取氫的劃時(shí)代方法受到了矚目，但由 于很難在短時(shí)間內(nèi)提取大量的氫氣，所以利用于新能源的開發(fā)終 究無法實(shí)現(xiàn)，因此在轟動(dòng)一時(shí)后迅速降溫。

1992年第一次二氧化鈦光觸媒國(guó)際研討會(huì)在加拿大舉行， 日本的研究機(jī)構(gòu)發(fā)表許多關(guān)于光觸媒的新觀念，并提出 應(yīng)用于氮氧化物凈化的研究成果。因此二氧化鈦相關(guān)的 專利數(shù)目亦最多，其它觸媒關(guān)連技術(shù)則涵蓋觸媒調(diào)配的 制程、觸媒構(gòu)造、觸媒擔(dān)體、觸媒固定法、觸媒性能測(cè) 試等。以此為契機(jī)，光觸媒應(yīng)用于抗菌、防污、空氣凈 化等領(lǐng)域的相關(guān)研究急劇增加，從1971年至2000年6月 總共有10,717件光觸媒的相關(guān)專利提出申請(qǐng)。

物體之長(zhǎng)度為10 -6 米稱為微米(Micrometer; mm)，10 -9 米稱為納 米(Nanometer; nm)。各種應(yīng)用材料也將由微米逐漸進(jìn)入納米時(shí)代。 納米材料由晶粒1~100nm大小的粒子所組成。粒徑極為微細(xì)，具 有極大的比表面積，且隨著粒徑的減少，表面原子百分比提高。

在表面上由于大量原子配位的不完全而引起高表面能的現(xiàn)象。表 面能量占全能量的比例大幅提高，使納米材料具吸附、光吸收、 熔點(diǎn)變化等特性。利用納米超微粒子技術(shù)與特性，研發(fā)出材料本身在反應(yīng)時(shí)完全不 參與作用，卻可促進(jìn)并提高反應(yīng)能量，以催化目標(biāo)反應(yīng)的觸媒技 術(shù)已運(yùn)用于環(huán)境清潔作用上，促使有害或有毒物質(zhì)加速反應(yīng)成為 穩(wěn)定而無害物質(zhì)，達(dá)到環(huán)保效果。納米二氧化鈦光觸媒是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，就象植物的光合作用中的葉綠素。光觸媒在太陽光或室內(nèi)熒光燈的照射下能產(chǎn)生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空氣凈化的作用。

國(guó)內(nèi)知名高校對(duì)UV/光觸媒光催化殺菌消毒技術(shù)均有深入研究，并且其研究成果已經(jīng)逐步從實(shí)驗(yàn)室向市場(chǎng)轉(zhuǎn)化。海河大學(xué)環(huán)境與工程學(xué)院研究表明UV/光觸媒光催化氧化技術(shù)具有無毒、 廣譜性殺菌、無二次污染的特點(diǎn), 將其應(yīng)用于飲用水消毒方面，光催化氧化產(chǎn)生的·OH及其它活性氧類物質(zhì)對(duì)水中細(xì)菌、病毒、細(xì)菌孢子等具有很強(qiáng)的滅活能力。中科院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境水質(zhì)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、安徽建工學(xué)院及南昌航空工業(yè)學(xué)院共同研究指出TiO2光催化用于處理飲用水中的微量鹵代物、腐殖質(zhì)、微生物代謝產(chǎn)物，以及殺滅細(xì)菌、真菌和病毒等微生物效果顯著，并且反應(yīng)設(shè)備簡(jiǎn)單，催化劑材料容易得到，不需特殊氧化劑，反應(yīng)沒有明顯選擇性，具有巨大技術(shù)優(yōu)勢(shì)。河北大學(xué)化學(xué)系利用自制光觸媒光催化劑，對(duì)飲用水中常見的氯消毒副產(chǎn)物三氯甲烷等有機(jī)鹵代物進(jìn)行了光催化去除研究，實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于三氯甲烷濃度為100μg /L的50 ml廢水 , 當(dāng)催化劑的用量為0.4g，光照時(shí)間3.0 h , 溶液中H+的濃 度為1×10mol/L時(shí)，三氯甲烷的光催化去除率達(dá)95.0 %以上，同時(shí)對(duì)光催化去除三氯甲烷的機(jī)理進(jìn)行了探討，證明了三氯甲烷TiO2光催化去除反應(yīng)遵循一級(jí)反應(yīng)速率公式:l n C =-0.75 t +4.30，如果能夠開發(fā)出高效的TiO2膜催化劑用于小型光催化飲用水深度凈化裝置將有助于造福人類。蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院研究認(rèn)為TiO2光催化技術(shù)能有效降解飲用水中微量有機(jī)污染物使之徹底礦化，并具有很好的殺菌和抑制病毒活性的作用，是一種極具前景的飲用水處理技術(shù)。南昌大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的研究表明光觸媒光催化能夠有效避免Cl2、O3、ClO2等消毒劑所產(chǎn)生的副產(chǎn)物(三氯甲烷、NOM等)，同時(shí)還有較強(qiáng)的滅菌能力，而且能夠去除細(xì)菌死亡過程中釋放出來的毒素，在處理飲用水問題上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

成熟產(chǎn)品

如果說各高校的研究為光催化水處理技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)，那么各發(fā)明專利和實(shí)用新型專利則是該技術(shù)向市場(chǎng)應(yīng)用的過渡。中科院廣州能源研究所早在2003年就申請(qǐng)了"家庭式光催化飲用水凈化裝置"技術(shù)的發(fā)明專利，此裝置主要是用于家庭飲用水的深度凈化，將水中有機(jī)物無選擇性的徹底氧化分解，最大程度的減輕氯消毒帶來的污染。隨后南京工業(yè)大學(xué)也申請(qǐng)了"用于飲用水深度處理的光催化集成裝置"的發(fā)明專利。

2014年9月，保定太行集團(tuán)與瑞典偉倫萬特公司正式簽約合作，將其全球領(lǐng)先的成熟產(chǎn)品--AOT水體凈化設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，并進(jìn)行推廣、應(yīng)用。