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納米二氧化鈦在汙水處理中的應用

 

納米二氧化鈦在汙水處理中的應用

納米二氧化鈦作為一種重要的光催化材料,由於具有化學性質穩定、高活高等優點

1972年,日本學者Fujishima和Honda在《Nature》上報道了在n型半導體TiO2單晶電極上光致分解H2O產生H2和O2的現象,這一報道使得半導體光催化氧化還原技術,在汙水處理等方麵的應用受到廣泛關注,並得到了迅速發展。大量研究證實,染料、表麵活性劑、有機鹵化物、農藥、油類、氰化物等有機汙染物都能有效通過光催化氧化反應在TiO2表麵降解、脫色、分解為CO2、H2O及其它無機小分子物質,從而減少對環境的汙染。

1 TiO2光催化劑在汙水處理中的應用

1.1 無機廢水的處理
工業廢水中的無機汙染物主要有重金屬離子,如Hg、Cr、Pb等的離子。許多無機物在TiO2表麵具有光催化活性。周林波等[1]在Cr6+濃度為80 mg/L、體積為100 mL的廢水中,投加0.7g SiO2-TiO2係玻璃作為光催化劑,光照反應體係3 h,Cr6+的去除率達99 %。Serpone 等[2]研究了以TiO2為光催化劑在模擬太陽光光照下處理HgCl2 和甲基氯化汞的過程,取得了較好的實驗效果。

除重金屬離子外,工業廢水中的無機汙染物還包括部分對環境危害較重的無機陰離子,如CN-、NO2-、Au(CN)-4等離子,一般方法難以去除,采用光催化氧化技術則能夠達到這一目的。Frank等[3]研究了以TiO2為光催化劑將CN-氧化為OCN-,並反應生成CO2、N2、和NO3-的過程。Hidaka等[4]研究了氰化鉀溶液及含氰工業廢水在TiO2懸浮液中通過中間產物OCN-生成CO2和N2的的光催化氧化過程,討論了光催化氧化法處理含氰廢水的可能性。

1.2.1光催化處理印染廢水
印染廢水具有濃度高、色度高、pH 高、難降解等特點,且大多含有苯環、胺基、偶氮基團等物質。浙江大學研究小組研究了TiO2 懸浮體係對不同染料的光催化降解,結果表明,TiO2 對偶氮類染料、蒽醌類染料、三芳甲烷和菁係等可溶性染料脫色效果,Epling G.A.等[5]研究了在可見光下納米TiO2 光催化劑對15 種不同類型的染料的降解肖俊霞等也研究了10 種不同結構的染料在TiO2/UV 體係中的光催化氧化降解過程,揭示了不同結構染料在TiO2/UV 體係中的降解規律。