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二氧化钛光催化氧化技术的研究

二氧化钛光催化氧化技术的研究二氧化钛光催化氧化技术的研究水处理新技术论文二氧化钛光催化氧化技术的研究姓名李小强学号 201010130117 班级给水排水1班摘要:介绍了光催化氧化的机理,就TiO固定化制备、改性、2 光催化氧化在降解废水中有机污染物、无机污染物以及饮用水处理中的研究进展进行了阐述,提出了今后的发展方向。关键词:纳米二氧化钛,光催化氧化,水处理,研究进展光催化氧化技术是一种新兴的水处理技术。1972年,Fu- [1]jishima和Honda报道了在光电池中光辐射TiO可持续发生水的2 氧化还原反...

二氧化钛光催化氧化技术的研究水处理新技术论文二氧化钛光催化氧化技术的研究姓名李小强学号 201010130117 班级给水排水1班摘要:介绍了光催化氧化的机理,就TiO固定化制备、改性、2 光催化氧化在降解废水中有机污染物、无机污染物以及饮用水处理中的研究进展进行了阐述,提出了今后的发展方向。关键词:纳米二氧化钛,光催化氧化,水处理,研究进展光催化氧化技术是一种新兴的水处理技术。1972年,Fu- [1]jishima和Honda报道了在光电池中光辐射TiO可持续发生水的2 氧化还原反应,标志着光催化氧化水处理时代的开始。1976年, [2]Carey等在光催化降解水中污染物方面进行了开拓性的工作。此后,光催化氧化技术得到迅速发展。光催化技术具有反应条件温和、能耗低、操作简便、能矿化绝大多数有机物、可减少二次污染及可以用太阳光作为反应光源等突出优点,在难降解有机物、水体微污染等处理中具有其他传统水处理工艺所无法比拟的优势,是一种极具发展前途的水处理技术,对太阳能的利用和环境保护有着重要作用 1 TiO光催化机理 2 纳米TiO2是N型半导体,能带和导带之间的带隙能为3.2eV,其能量相当于波长为387.5nm的紫外光,当被该紫外光照射时,处于 -能带上的电子被激发到导带上,生成高活性的电e,在能带上产生带 ++正电荷的空穴h。TiO与水接触,水分子和被溶解的氧与产生的h 2--+e作用生成强氧化性的H-,.O,并通过OH,h和.O等渐渐将有机物22-降解为CO和HO等无机物。同时,e具有强还原性,还可将无机物22 高氧化态的氧化物或贵金属离子还原成低氧化态的氧化物或单质,或将低价离子氧化成高氧化态的氧化物沉淀出来,达到治理和回收的目的 2 光催化氧化技术在水处理中的应用 2.1废水处理光催化反应的强氧化性能是其在有机污染控制方面的技术优势所在。1)含卤衍生物。有机氯化物是水中最主要的一类污染物,毒性大,分布广,其治理是水污染处理的一个重要课题。光催化过程在处理有机氯化物方面显示出了较好的应用前景,目前关于这方面的研究已有许多报道,研究认为卤代烃、卤代脂肪酸等均可完全降解,氯酚、氯苯等经过一系列中间产物生成CO和HCL2)染料废水。2 印染废水进入水体会造成严重的环境污染,其中有的还含有苯环、 [5]胺基、偶氮基团等致癌物质。3)农药废水。农药废水中含有机磷农药,三氯苯氧乙酸,DDVP,DTHP, DDT,三氮硝基甲烷等,毒性大,难降解,易生物积累。利用TiO光催化去除农药虽然不能使所有的污2 染物最终达到完全矿化,但不会产生毒性更高的中间产物,这是其他方法无法相比的。4) TiO光催化对含油废水、含表面活性剂的废2 水、垃圾填埋场渗滤液的处理等均具有良好的效果,关于这方面的水处理新技术论文 [6,7]研究报道也很多。除有机物外,许多无机物在TiO表面也具有2[8]光化学活性,目前的研究较多集中在含铬废水、含氰废水的处理以及对贵金属的回收，同时也可以查看中国污水处理工程网更多关于光催化氧化的技术文档 2.2饮用水处理目前地面水普遍受到污染,而常规的给水技术难以达到去除溶解性有机物的效果,由此造成饮用水中总是存在一定量的有机污染物。据报道,世界范围内饮用水中,已出现765种有机化合物,其中[10]117种是属于致癌的或有关致癌的物质。此外,在饮用水消毒尤其是氯消毒过程中往往产生具有毒性和“三致”效应的消毒副产物, [11]如三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)和亚氯酸盐等,对人体健康造成严重危害。光催化降解饮用水中的有机污染物较之降解废水中的有机物其反应机制并没有本质的差异所不同的是饮用水中的有机污染物浓度比较低。研究表明,TiO催化对这些微量有机污染物以2 及消毒副产物的前体物质如腐殖酸、酚类等的去除都有着显著的效果。如Bischof用溶胶—凝胶法研制的TiO光催化反应装置成功的2[12]去除了水中挥发性有机物,而且可以完全将其矿化成HO,CO。22[13]王福平等用合成的具有层状结构的TiO纤维作为光催化剂,在2 O/TiO/UV体系处理含有腐殖质的饮用水,1 h后腐殖质去除率达32 97.1%。 4今后的发展方向光催化氧化技术具有高效、节能、清洁无毒等突出优点,是一项具有广泛应用前景的新型水污染处理技术。然而作为近30年发展起来的新的研究领域,光催化降解现在还基本上停留在实验室水平,实际应用很少。因此无论是在光催化机理的研究方面还是在工业实际应用中都需要进一步的深入研究,主要表现在以下几个方面:1)制备高效率的催化剂,进一步完善催化剂的改性技术,提高催化剂的催化活性。2)选择合适的载体,研究催化剂固定技术,制备负载型催化剂,使其易于回收,重复使用。3)光催化反应机理的研究缺乏中间产物及活性物质的鉴定,仍停留在设想与推测阶段,进一步深入研究光催化反应机理,掌握有机物降解规律,对光催化技术工业实用化意义重大。4)光催化技术与其他技术耦合,利用技术的协同作用来获取最佳的处理效果,开拓更广阔的应用前景。参考文献: [1]朱雷,宋宏娇.TiO光催化氧化技术在水处理中的应用[J].国外建材2 科技,2006,27(3):92-94. 水处理新技术论文 [2]张海燕,王宝辉,陈颖.光催化氧化处理含油污水的研究[J].化工进展,2003,22(1):67-70. [3]杨运平,唐金晶,方芳等.UV/TiO/Fenton光催化氧化垃圾渗滤液的2 研究[J].中国给水排水,2006,22(7):34-37. [4]刘淼,董德明,张白羽.光催化法处理电镀含铬(?)废液[J].吉林大学自然科学学报,1998(2):99-101. [5]曹广秀,李贯良,陈淑敏.纳米TiO在水处理中的研究进展[J].工业水2 处理,2003,23(9):20-22. [6]王占生,刘文君.微污染水源饮用水处理[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.

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