納米光催化氧化水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀

更新時間：2008-05-23 14:54 來源：作者: 閱讀：1979

綜合現(xiàn)有文獻(xiàn)資料不難發(fā)現(xiàn)，納米TiO₂光催化氧化法對水中污染物的去除具有廣泛的適用性，其對水中鹵代脂肪烴、染料、硝基芳烴、多環(huán)芳烴、雜環(huán)化合物、烴類、酚類、表面活性劑、農(nóng)藥等都能有效地進(jìn)行降解。用TiO₂作光催化劑，在光照下可使60種含氯有機化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)而生成CO₂、H₂O及其他無毒的無機物。光催化氧化研究的對象除含小分子有機物以外，還包括大分子聚合物，如聚丙烯酰胺(PAM)。研究結(jié)果表明，PAM的降解效率與TiO₂類型、用量及PAM濃度等因素有關(guān)。在水處理過程中，納米TiO₂光催化氧化活性隨TiO₂粒徑減小而增高。有研究證實，納米TiO₂光催化降解苯酚活性的陡變發(fā)生在粒徑＜30 nm的范圍，當(dāng)晶粒尺寸從30nm減小到10nm時TiO₂光催化降解苯酚的活性提高了近45%。

在光催化氧化反應(yīng)體系中，由于納米TiO₂顆粒微小而極易流失，且懸浮態(tài)納米TiO₂顆粒與廢水的分離過程既緩慢又昂貴，加之懸浮粒子對光線的吸收阻擋影響了光的輻射深度，因此近年來固定相納米催化劑及其催化氧化效能的研究成為主流，進(jìn)行TiO₂納米膜或負(fù)載技術(shù)的催化氧化試驗也比較普遍。在固定相納米TiO₂光催化氧化過程中，TiO₂的表面形態(tài)和表面態(tài)能級結(jié)構(gòu)是決定其光催化活性的重要因素。納米TiO₂薄膜對CHCl₃的光降解有很好的催化活性，且光催化分解率與TiO₂薄膜的孔徑和厚度有關(guān)。對納米TiO₂光催化降解苯酚的動力學(xué)研究表明，在直接使用高壓汞燈無Pyrex玻璃濾光的條件下，TiO₂光催化降解苯酚反應(yīng)的速率明顯提高，但有關(guān)的動力學(xué)問題尚不能用現(xiàn)行理論來解釋。為了便于從機理上探討納米催化劑的催化氧化過程，有研究者對光催化體系中羥自由基的產(chǎn)生過程和測定方法進(jìn)行了試驗研究，結(jié)果表明在一定試驗條件下，水楊酸是羥自由基一個較好的探針性物質(zhì)，這為探討納米催化劑的催化氧化機理研究提供了有效途徑。