Advanced Oxidation Technologies 高級氧化技術
Advanced Oxidation Technologies (AOT)·Oxidationby hydroxyl radical reactions 由羥基進行氧化反應
···Powerful oxidant Highlyreactive 強氧化性 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
基本介紹
- 中文名：光催化高級氧化技術
- 外文名：Advanced Oxidation Technologies
- 簡稱：AOT
產品套用領域,世界範圍研發,成熟產品,
產品套用領域
1、水淨化：環境激素（EEDs）降解，有機氯化物的降解；
2、生活用水淨化器：自來水中存在大量有機物、氯消毒副產物，其中有近40種致癌物，光催化水淨化器具有下列作用，第一、降解水中微量有機污染物；第二、降解水中消毒副產物；第三、分解水中的微量藻毒素；第四、殺滅飲用水中的細菌和病毒。
3、醫療器械及外設：醫用導管、手術室消毒；
醫院的無菌病房牆壁光催化殺菌淨化，避免交叉感染和去除異味；醫藥製造過程的無菌化，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（直接發電）、光合作用（溫室氣體變油），但是此項技術還不成熟。
5、 軍事套用：防生化、野戰保障。
防生化處理（細菌、病毒、毒劑）、軍事掩蔽設施內的空氣淨化、潛艇中的空氣淨化、炸藥推進劑廢液的處理、遠洋軍艦上果蔬保障、野戰場合的無菌水供應、野戰醫院的無菌手術艙。
世界範圍研發
光觸媒於1967年被當時還是東京大學研究生的藤島昭教授發現。 在一次試驗中對放入水中的氧化鈦單結晶進行了光線照射，結果 發現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 和當時他的指導教師----東京工藝大學校長本多健一的名字。由於是藉助光的力量促進氧化分解反應，因此後來將這一現象中 的氧化鈦稱作光觸媒。 這種現象相當於將光能轉變為化學能，以 當時正值石油危機的背景，世人對尋找新能源的期待甚為殷切， 因此這一技術作為從水中提取氫的劃時代方法受到了矚目，但由 於很難在短時間內提取大量的氫氣，所以利用於新能源的開發終 究無法實現，因此在轟動一時後迅速降溫。
1992年第一次二氧化鈦光觸媒國際研討會在加拿大舉行， 日本的研究機構發表許多關於光觸媒的新觀念，並提出 套用於氮氧化物淨化的研究成果。因此二氧化鈦相關的 專利數目亦最多，其它觸媒關連技術則涵蓋觸媒調配的 製程、觸媒構造、觸媒擔體、觸媒固定法、觸媒性能測 試等。以此為契機，光觸媒套用於抗菌、防污、空氣淨 化等領域的相關研究急劇增加，從1971年至2000年6月 總共有10,717件光觸媒的相關專利提出申請。
物體之長度為10 -6 米稱為微米(Micrometer; mm)，10 -9 米稱為納 米(Nanometer; nm)。各種套用材料也將由微米逐漸進入納米時代。 納米材料由晶粒1~100nm大小的粒子所組成。粒徑極為微細，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。
在表面上由於大量原子配位的不完全而引起高表面能的現象。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、 熔點變化等特性。利用納米超微粒子技術與特性，研發出材料本身在反應時完全不 參與作用，卻可促進並提高反應能量，以催化目標反應的觸媒技 術已運用於環境清潔作用上，促使有害或有毒物質加速反應成為 穩定而無害物質，達到環保效果。納米二氧化鈦光觸媒是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進化學反應的物質，就象植物的光合作用中的葉綠素。光觸媒在太陽光或室內螢光燈的照射下能產生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空氣淨化的作用。
1992年第一次二氧化鈦光觸媒國際研討會在加拿大舉行， 日本的研究機構發表許多關於光觸媒的新觀念，並提出 套用於氮氧化物淨化的研究成果。因此二氧化鈦相關的 專利數目亦最多，其它觸媒關連技術則涵蓋觸媒調配的 製程、觸媒構造、觸媒擔體、觸媒固定法、觸媒性能測 試等。以此為契機，光觸媒套用於抗菌、防污、空氣淨 化等領域的相關研究急劇增加，從1971年至2000年6月 總共有10,717件光觸媒的相關專利提出申請。
物體之長度為10 -6 米稱為微米(Micrometer; mm)，10 -9 米稱為納 米(Nanometer; nm)。各種套用材料也將由微米逐漸進入納米時代。 納米材料由晶粒1~100nm大小的粒子所組成。粒徑極為微細，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。
在表面上由於大量原子配位的不完全而引起高表面能的現象。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、 熔點變化等特性。利用納米超微粒子技術與特性，研發出材料本身在反應時完全不 參與作用，卻可促進並提高反應能量，以催化目標反應的觸媒技 術已運用於環境清潔作用上，促使有害或有毒物質加速反應成為 穩定而無害物質，達到環保效果。納米二氧化鈦光觸媒是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進化學反應的物質，就象植物的光合作用中的葉綠素。光觸媒在太陽光或室內螢光燈的照射下能產生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空氣淨化的作用。
國內知名高校對UV/光觸媒光催化殺菌消毒技術均有深入研究，並且其研究成果已經逐步從實驗室向市場轉化。海河大學環境與工程學院研究表明UV/光觸媒光催化氧化技術具有無毒、 廣譜性殺菌、無二次污染的特點, 將其套用於飲用水消毒方面，光催化氧化產生的·OH及其它活性氧類物質對水中細菌、病毒、細菌孢子等具有很強的滅活能力。中科院生態環境研究中心環境水質學國家重點實驗室、安徽建工學院及南昌航空工業學院共同研究指出TiO2光催化用於處理飲用水中的微量鹵代物、腐殖質、微生物代謝產物，以及殺滅細菌、真菌和病毒等微生物效果顯著，並且反應設備簡單，催化劑材料容易得到，不需特殊氧化劑，反應沒有明顯選擇性，具有巨大技術優勢。河北大學化學系利用自製光觸媒光催化劑，對飲用水中常見的氯消毒副產物三氯甲烷等有機鹵代物進行了光催化去除研究，實驗表明，對於三氯甲烷濃度為100μg /L的50 ml廢水 , 當催化劑的用量為0.4g，光照時間3.0 h , 溶液中H+的濃 度為1×10mol/L時，三氯甲烷的光催化去除率達95.0 %以上，同時對光催化去除三氯甲烷的機理進行了探討，證明了三氯甲烷TiO2光催化去除反應遵循一級反應速率公式：l n C =-0.75 t +4.30，如果能夠開發出高效的TiO2膜催化劑用於小型光催化飲用水深度淨化裝置將有助於造福人類。蘭州大學資源環境學院研究認為TiO2光催化技術能有效降解飲用水中微量有機污染物使之徹底礦化，並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。南昌大學環境科學與工程學院的研究表明光觸媒光催化能夠有效避免Cl2、O3、ClO2等消毒劑所產生的副產物（三氯甲烷、NOM等），同時還有較強的滅菌能力，而且能夠去除細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勢。
成熟產品
如果說各高校的研究為光催化水處理技術奠定了理論基礎，那么各發明專利和實用新型專利則是該技術向市場套用的過渡。中科院廣州能源研究所早在2003年就申請了“家庭式光催化飲用水淨化裝置”技術的發明專利，此裝置主要是用於家庭飲用水的深度淨化，將水中有機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。隨後南京工業大學也申請了“用於飲用水深度處理的光催化集成裝置”的發明專利。
2014年9月，保定太行集團與瑞典偉倫萬特公司正式簽約合作，將其全球領先的成熟產品——AOT水體淨化設備國產化，並進行推廣、套用。
