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納米TiO2光催化氧化技術
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來源：公司官網 發布日期：2014-09-12 15:54:18 瀏覽次數：2296
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介紹了納米科技特別是納米TiO2光催化氧化技術和納濾膜技術的原理及其在水處理中的作用及應用方法，認為嶄新的納米水處理技術的應用已為期不遠。
納米科技研究在0.1～100 nm尺度范圍內物質具有的特殊 性能及如何利用這些性能。廣義上，納米材料是指在三維空間中，至少有一維達 到納米尺度范圍或以它們為基本單元所構成的材料。納米材料在機械性能、磁、光、電、熱 等方面與普通材料有很大的不同，它具有輻射、吸收、催化、吸附等新特性。許多科學家研 究了納米材料的這些特性及其對水體中的某些污染物的作用，表明納米科技 可能將使水處理技術發生突破性的變化。
納米TiO2光催化氧化技術
1.1 原理和特點
自1976年J.H.Cary等人［2］報道了在紫外光照射下納米TiO2可以使難降解的 多氯聯苯脫氯以來，迄今已發現有數百種有機污染物可通過光催化處理。其作用原理［3］是，在紫外光照射下，納米TiO2表面會產生氧化能力極強的羥基自由基(·OH)，使水中 的有機污染物氧化降解為無害的CO2和水。納米TiO2光催化氧化技術的優點是： ①降解速度快，一般只需幾十分鐘到幾小時即可取得良好的廢水處理效果；②降解無選擇性 ，幾乎能降解任何有機物，尤其適合于氯代有機物、多環芳烴等；③氧化反應條件溫和，投 資少，能耗低，用紫外光照射或暴露在陽光下即可發生光催化氧化反應；④無二次污染，有 機物徹底被氧化降解為CO2和H2O；⑤應用范圍廣，幾乎所有的污水都可以采用。
1.2 試驗研究情況
(1)有機磷農藥廢水處理。20世紀70年代發展起來的有機磷農藥占我國農藥產量的80%以上 ，其生產過 程中有大量的有毒廢水產生。目前對有機磷農藥廢水的處理多采用生化法，處理后廢水中有 機磷的含量仍然高達30 mg/L，迄今尚無理想的解決辦法。據報道［4］，采用納米TiO2*.SiO2負載型復合光催化劑，利用其光催化活性及高效吸附性，能使有機磷農藥在其 表面迅速富集，隨光照時間的延長，有機磷農藥的光解率逐漸升高，光照80 min，試驗用敵 百蟲已完全降解。
(2)毛紡染整廢水處理。把表面 涂覆有納米TiO2膜的玻璃填料填充于玻璃反應器內，通過潛水泵使廢水在反應器內循環進 行光催化氧化處理［5］。由于納米TiO2具有巨大的比表面積，與廢水中的有機物 接觸更為充分，可將它們最大限度地吸附在其表面，并迅速將有機物分解成CO2和H2O， 處理效果優于生物處理和懸浮光催化氧化處理，COD去除率和脫色率均較高。催化劑能連續 使用，不需要分離回收，便于工業應用。
(3)氯代有機物廢水處理。日本東京大學野口真用納米TiO2光催化劑與臭氧聯合進行水 的凈化處理［6］。在模擬廢水處理的試驗中，以16 mg/L 3-氯-酚的水溶液為模 擬廢 水，分別采用納米TiO2光催化劑與臭氧聯合、單獨用光催化劑納米TiO2和單獨用O3三 種方法對其進行處理。納米TiO2光催化劑與臭氧聯合處理2 h后，3-氯酚的殘留濃度已為0 ，效果明顯高于其他兩種方法。用內表面涂覆納米TiO2光催化劑的陶瓷圓管處理5.5 mg/ L苯酚和三氯乙烯水溶液的試驗表明，苯酚在1.5 h后完全分解，三氯乙烯也在2 h內完 全分解。
(4)含油廢水處理。含油廢水中所含的脂肪烴、多環芳烴、有機酸類、酚類等有機物 很難降解，使用納米TiO2，利用 其光催化降解功能，可以迅速地降解這些有機物［7］。
1.3 應用前景
納米TiO2光催化氧化技術在徹底降解水中的有機污染物和可以利用太陽能等方面有著突 出的優點，特別是當水中的有機污染物濃度很高或用其他方法難以處理時，具有更明顯的優 勢， 是其他傳統方法無法比擬的，尤其是近年來高效率的光催化劑、納米粒子負載和金屬摻雜、 光電結合的催化方法以及太陽能技術的研究開發，使納米TiO2光催化氧化應用于水處理領 域有著良好的前景。目前，日本、美國、加拿大等國家已嘗試把納米TiO2光催化氧化技術 用于水處理，但大都處于實驗室研究階段，關于工業規模的應用開發鮮有報道。如何盡快實 現工程化，有待各相關領域的研究人員進一步努力。
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