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纳米二氧化钛在污水处理中的应用

 

纳米二氧化钛在污水处理中的应用

纳米二氧化钛作为一种重要的光催化材料,由于具有化学性质稳定、高活高等优点

1972年,日本学者Fujishima和Honda在《Nature》上报道了在n型半导体TiO2单晶电极上光致分解H2O产生H2和O2的现象,这一报道使得半导体光催化氧化还原技术,在污水处理等方面的应用受到广泛关注,并得到了迅速发展。大量研究证实,染料、表面活性剂、有机卤化物、农药、油类、氰化物等有机污染物都能有效通过光催化氧化反应在TiO2表面降解、脱色、分解为CO2、H2O及其它无机小分子物质,从而减少对环境的污染。

1 TiO2光催化剂在污水处理中的应用

1.1 无机废水的处理
工业废水中的无机污染物主要有重金属离子,如Hg、Cr、Pb等的离子。许多无机物在TiO2表面具有光催化活性。周林波等[1]在Cr6+浓度为80 mg/L、体积为100 mL的废水中,投加0.7g SiO2-TiO2系玻璃作为光催化剂,光照反应体系3 h,Cr6+的去除率达99 %。Serpone 等[2]研究了以TiO2为光催化剂在模拟太阳光光照下处理HgCl2 和甲基氯化汞的过程,取得了较好的实验效果。

除重金属离子外,工业废水中的无机污染物还包括部分对环境危害较重的无机阴离子,如CN-、NO2-、Au(CN)-4等离子,一般方法难以去除,采用光催化氧化技术则能够达到这一目的。Frank等[3]研究了以TiO2为光催化剂将CN-氧化为OCN-,并反应生成CO2、N2、和NO3-的过程。Hidaka等[4]研究了氰化钾溶液及含氰工业废水在TiO2悬浮液中通过中间产物OCN-生成CO2和N2的的光催化氧化过程,讨论了光催化氧化法处理含氰废水的可能性。

1.2.1光催化处理印染废水
印染废水具有浓度高、色度高、pH 高、难降解等特点,且大多含有苯环、胺基、偶氮基团等物质。浙江大学研究小组研究了TiO2 悬浮体系对不同染料的光催化降解,结果表明,TiO2 对偶氮类染料、蒽醌类染料、三芳甲烷和菁系等可溶性染料脱色效果,Epling G.A.等[5]研究了在可见光下纳米TiO2 光催化剂对15 种不同类型的染料的降解肖俊霞等也研究了10 种不同结构的染料在TiO2/UV 体系中的光催化氧化降解过程,揭示了不同结构染料在TiO2/UV 体系中的降解规律。