Page 52 - 《精细化工》2023年第6期

第 40 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.40, No.6
20 23 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2023

综论
外场辅助光催化机理及降解有机污染物研究进展

周添红 1,2 ，翟天骄 1,2 ，王金怡 1,2 ，沈会栋 1,2 ，马 凯 1,2 ，张洪伟 1,2*

（1. 兰州交通大学 环境与市政工程学院，甘肃 兰州 730070；2. 甘肃省黄河水环境重点实验室，甘肃 兰
州 730070）

摘要：光催化技术能够利用太阳能生成自由基对有机污染物进行矿化降解，具有绿色、节能、无污染的优势，
被认为是最有前景的高级氧化技术，目前研究集中于提升光催化技术的降解效率。而采用电场、超声场等外场
辅助的方法能够通过提高溶液传质效率、抑制载流子复合、提高自由基产率等途径，进一步提高光催化效率。
综述了电场、热场、微波场、超声场、磁场 5 种外场各自辅助光催化降解有机污染物的研究进展和应用现状，
重点介绍了外场提升光催化降解效率的主要机理，归纳了每种外场辅助技术的优缺点，对其在应用中面临的问
题进行总结，并对未来研究和发展方向进行了展望。
关键词：外场辅助；光催化氧化；污染物降解；降解机理；研究进展
中图分类号：O643.36；O644.1；X505 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 06-1202-12

Field-assisted photocatalysis mechanism and degradation

of organic pollutants: A review

1,2
1,2
1,2
1,2
ZHOU Tianhong , ZHAI Tianjiao , WANG Jinyi , SHEN Huidong ,
1,2
MA Kai , ZHANG Hongwei 1,2*
（1. School of Environmental and Municipal Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, Gansu, China;
2. Key Laboratory of Yellow River Water Environment in Gansu Province, Lanzhou 730070, Gansu, China）
Abstract: Photocatalysis, which is green, energy saving, and pollution-free, can generate free radicals to
degrade and mineralize organic pollutants by absorbing solar energy and is considered the most promising
advanced oxidation technology. While the current research is mainly focused on improving the degradation
efficiency of photocatalytic technology, the use of external field-assisted methods, such as electric and
ultrasonic field, can further improve the photocatalytic efficiency by improving the mass transfer efficiency
of the solution, suppressing the carrier recombination, and improving the free radical yield. Herein, the
research progress and application status of five external fields, including electric field, thermal field,
microwave field, ultrasonic field and magnetic field, assisting photocatalytic degradation of organic
pollutants were reviewed, with the main mechanism highlighted. The advantages, disadvantages as well as
the existing problem in practical applications were presented and summarized. Finally, the future research
and development directions were discussed.
Key words: field-assisted; photocatalytic oxidation; pollutants degradation; degradation mechanism; research
progress

有机污染物主要包括染料、药品、农药等，其 光催化技术被认为是最有前景的水体污染物降
随着人类活动流入水环境中，难以自然降解，会破 解技术，其利用可再生的太阳能转换成化学能降解
坏水环境安全，甚至危害人类健康。对其绿色高效 污染物，即光催化剂受到光照，当光子的能量大于
–
处理，越来越受到研究者的广泛关注 [1-3] 。 或等于半导体带隙时，电子（e ）会从价带（VB）

收稿日期：2022-09-20; 定用日期：2022-11-29; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220865
基金项目：甘肃省科技重大专项计划项目（20ZD7FA005）；国家自然科学基金（52060012）；甘肃省科技厅自然科学基金（22JR5RA316）
作者简介：周添红（1984—），男，副教授，E-mail：zhouth@163.com。联系人：张洪伟（1979—），男，副教授，E-mail：38047@163.com。