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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 理论交流 » 光催化是伪科学？
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浪迹红尘

新虫 (初入文坛)

[交流] 光催化是伪科学？ 已有20人参与

近期公司最近从新加坡引进一台污水处理实验设备，前边是陶瓷膜，后边是光催化，紫外光和二氧化钛，功率约500W。做了几天实验，发现处理效果并不怎么样。加进去1L污水（COD约10000），稀释100倍，处理一整天还不达标。
然后就对光催化处理污水的意义产生了怀疑。个人分析如下：
    COD是污水中有机物被氧化的氧当量，使COD降低，归根到底是使污水中的有机物被氧化。而氧化污染物需要的氧是来自于水的。即二氧化钛在紫外光照射下产生了O或OH和H，O和OH去氧化污染物生成CO2，H生成H2逸出。
    表面上看来是光催化氧化分解有机物，释放H2，但我认为此过程可以看作是光催化先分解了水，生成H2和O2，然后O2氧化污染物，生成CO2和H2O。按此理论，氧化 COD10000的污水1L，则需氧10g，即0.315mol，
    根据能量守恒定律，光催化水反应H2O → H2+1/2O2   △H=285.8KJ/mol
假设中间没有能量损耗，产生0.315mol的O2，需耗能178KJ。
而O和OH的能级比O2要高，所以耗能肯定高于178KJ，转化为电能约为0.05kW.h。
处理1t的COD10000的污水，则耗能50kWh。
     这都是理论值，考虑光电转换效率、紫外光催化效率等等，处理1t污水肯定要上百度电了，生化法处理才十几块钱1t，所以个人认为用人工光源处理污水，是个伪命题。
     关于会员cs340824提出的，可以通过鼓入空气，使光催化直接利用O2，降低能耗。理论上是可以的，但实际操作我认为无法实现（大量气泡会使紫外光折射损耗）。
     才疏学浅，非专业人士，欢迎大家讨论。
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1楼 2014-09-20 09:03:06
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fatewu

主管区长 (文坛精英)

小木虫浪漫体验师~\(^o^)/~

优秀区长优秀区长优秀区长优秀版主优秀版主优秀版主优秀版主优秀版主优秀版主
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
liwentao2010: 金币+1, 谢谢回帖，欢迎常来交流 2014-09-20 13:18:19
就是因为光催化发展不够，只能到这样，所以还需要继续发展研究呀
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【化学化工区欢迎您，小晨欢迎您~\(^o^)/~】何以飘零去，何以少团栾，何以别离久，何以不得安~\(^o^)/~走自己的路，相信一切皆有可能！
4楼2014-09-20 10:03:59
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351

铁杆木虫 (知名作家)

研发高手
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
liwentao2010: 金币+1, 谢谢回帖，欢迎常来交流 2014-09-20 13:17:59
看了你的这个帖子，以前也研究过光催化，一点不靠谱，后来换了方向，搞工业催化。
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2楼2014-09-20 09:21:11
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ruixue_hi

新虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
大家都知道，你才知道呀？
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诚聘写作精英
5楼2014-09-20 11:33:14
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llm3136

木虫 (小有名气)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
liwentao2010: 金币+1, 谢谢回帖，欢迎常来交流 2014-09-20 13:18:49
个人感觉，单纯的光照二氧化钛是没有氢气产生的，不能分解水，只是半导体激发后的电子是与氧气反应产生超氧基，空穴直接参与有机物的氧化，或者与氢氧跟反应生成羟基自由基。自由基与污染物反应，想产氢或产氧，必须添加牺牲剂，或者光电催化。

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6楼2014-09-20 12:03:41
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