【正文】 TiO2光催化活性高于其它晶型TiO2的光催化活性[4]。影響光催化降解速率的關(guān)鍵因素是目標(biāo)物在催化劑表面的吸附。大量的實驗研究結(jié)果表明[512]，光催化反應(yīng)過程可以用LangrmuirHinshelwood（LH）動力學(xué)方程來表征。對于TiO2懸浮體系，顆粒之間的距離在微米數(shù)量級，此時的擴(kuò)散速率比表面化學(xué)反應(yīng)速率要快得多，因此可以忽略擴(kuò)散作用的影響，其總反應(yīng)速率只由表面化學(xué)反應(yīng)來決定，所以總反應(yīng)速率為： （3）式中：r：反應(yīng)速率；k39。：表面反應(yīng)速率常數(shù)； θR：有機(jī)物分子R在TiO2表面的覆蓋率；θOH：表面OH基團(tuán)的覆蓋率。在一個反應(yīng)條件恒定的具體體系中，θOH可視為常數(shù)，因此其中θR可由LH公式求得，代入之后變?yōu)榧? （4）上式即為LH動力學(xué)方程，1/r與1/CR之間服從線性關(guān)系。式中：r：反應(yīng)速率；CR：R的濃度；k：Langmuir速率常數(shù)；KR：反應(yīng)物R在TiO2表面的吸附系數(shù)。光催化的研究目的是找到使廢水染料處理具有高效，低耗，適用范圍廣且降解的效果徹底的技術(shù)，解決廢水燃料高污染的難題，使我們的環(huán)境更加美好。光催化技術(shù)能否投入實際使用的決定因素是光催化的反應(yīng)速率，而光催化活性的高低是確定光催化反應(yīng)速率快慢的主要原因，它受到諸多外界因素的影響，如催化劑加入量、污染物濃度、光照時間、pH值、鹽效應(yīng)等。 TiO2催化劑加入量的影響研究表明，TiO2投加量對有機(jī)物光催化降解效率有明顯的影響，主要表現(xiàn)在兩方面：一是催化劑的加入量直接影響著催化劑對光子的利用率；二是催化劑的加入量直接影響著有機(jī)物在催化劑表面吸附量和反應(yīng)活性位的數(shù)量。在反應(yīng)初期反應(yīng)速率隨催化劑加入量的增加而迅速上升，達(dá)到一定的反應(yīng)速率后，反應(yīng)速率隨催化劑的增加增速減緩，近乎于反應(yīng)速率與催化劑投入量無關(guān)[13]。其原因是催化劑投入量太少時，光源產(chǎn)生的光子能量不能被充分利用，適當(dāng)?shù)脑黾哟呋瘎┑挠昧?，會使降解系統(tǒng)中分散的TiO2粒子增加，光照射后會產(chǎn)生更多的活性物種，加快光催化降解的反應(yīng)速率[14]。但當(dāng)催化劑用量過多時，會導(dǎo)致光散射，影響溶液的透光率，反應(yīng)速度也會減慢。實驗條件（如波長、降解物等）不同，加入催化劑的量也不同[15]。本文對部分有機(jī)物所適用的最佳催化劑用量進(jìn)行了總結(jié)，如表1所示。表1. TiO2 光催化劑用量對光催化降解有機(jī)物的影響污染物光源催化劑類型最佳用量( g L1)對氯苯酚[16]UV（254 nm, 30W）H2O2 /TiO2甲基橙[17]UV（254 nm，30W）Pt TiO22,4二氯苯酚[18]UV（254 nm，120W）TiO2鄰苯二甲酸二甲酯[19]UV（365 nm, 125W）TiO2（1）溶液pH的作用機(jī)理溶液PH值對光催化降解過程的影響機(jī)理PH對光催化降解具有明顯的影響，李翠翠等人研究，PH值主要通表面特性和吸附平衡來對光催化產(chǎn)生影響[20] 。若PH值較高，OH易生成?OH,若PH值較低，則易生成H2O分子，生成?OH的反應(yīng)貫穿整個PH值范圍，光催化氧化反應(yīng)都是熱力學(xué)可行的[21]。另外，有機(jī)污染物的種類也影響著溶液PH值對光催化氧化反應(yīng)的作用。本文對部分PH值對光催化的作用機(jī)理進(jìn)行了總結(jié)，如表2所示 作者研究對象pH作用機(jī)理柏源 孫紅旗等[26]氮摻雜TiO2pH影響了催化劑的物化性質(zhì)及催化活性，同時影響了催化劑的摻雜物種滕洪輝 張影等[27]TiO2/TNTTNT紫外光照下產(chǎn)生h+,h+與OH產(chǎn)生?OH,pH影響了反應(yīng)物與催化劑的接觸 [3233]胡天華 王玉萍等[34]FeVO4/DCP因pH的影響，F(xiàn)eVO4表面富集H+或OH，影響催化結(jié)果（2）溶液PH值對光催化降解的影響結(jié)果基于PH值對光催化反應(yīng)的影響機(jī)理，PH值過大或過小均不利于?OH 的穩(wěn)定存在，所以必須找到一個最佳的PH值范圍。，最佳PH值范圍是由半導(dǎo)體顆粒本身的等電點決定的。納米TiO2在水中的等電點出現(xiàn)在pH=，則在高pH和低pH時都可能出現(xiàn)光催化氧化的最高反應(yīng)速率，本文對部分有機(jī)物在光催化反應(yīng)中所適用的最佳PH值進(jìn)行了總結(jié)，如表3所示作者目標(biāo)物催化劑pH的影響?zhàn)?志[22]等二氯苯芬（DCP）FeVO4PH=，F(xiàn)eVO4的光催化活性最好，二氯苯芬降解率最大，強(qiáng)堿條件下，降解率減小王可眾[25]酸性藏青GGRCe4+/TiO2pH為12時，GGR降解率達(dá)到90%以上，中性條件下，%，堿性時，降解率隨pH增大而減小。王楊鶴等[23]茜素紅堿性品紅DyTiO2（DTB）茜素紅pH為37時，去除率呈上升趨勢；pH=7時，%；堿性品紅pH為39時，去除率最高。向乾坤[24]亞甲基藍(lán)釩氮共摻雜TiO2在pH在46時，有利于光生電子向表面遷移，降解效果最好。 （1）無機(jī)鹽離子對染料降解率的影響染料廢水中存在多種可溶性無機(jī)鹽離子，其對染料降解的作用機(jī)理復(fù)雜，產(chǎn)生的具體影響各不相同，與鹽的種類有極大關(guān)系，本文對部分無機(jī)鹽離子的影響效果進(jìn)行了總結(jié)。如表4所示。作 者所加離子降解物對降解率的影響黃雅莉[25]SO42羅丹明B酸性桃紅SO42對光催化降解羅丹明的影響不明顯；李靜宜、白圖雅[36]NO3–羅丹明B對染料降解起到微小的抑制作用陽海 周碩林[37]等S2O82克百威能夠促進(jìn)光催化降解，其最佳濃度是3g/L夏星輝 云影[38]等PO43DBSPO43在低濃度時促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，高濃度時抑制反應(yīng)進(jìn)行。ChiaYunChen[39]等BrO3–活性黑加入20mmol/L的BrO3–，可以使活性黑KNB的脫色率提高59%Wei Liu, Shifu Chen等[40]Cl–羅丹明B殺蟲劑對羅丹明B的降解起到的作用不明顯，但對殺蟲劑卻有明顯的促進(jìn)作用（2）無機(jī)鹽離子對光催化作用機(jī)理的研究 無機(jī)鹽離子對染料的光催化降解起到加快或抑制的作用，這是由其對光催化反應(yīng)的不同作用機(jī)制決定的。研究表明，無機(jī)鹽離子的作用機(jī)制主要有三種[28]：（1）無機(jī)鹽離子作為電子受體起作用；（2）無機(jī)鹽離子通過改變催化劑的表面性質(zhì)起作用；(3)受染料中有機(jī)物的結(jié)構(gòu)、其在催化劑表面的吸附、光催化氧化機(jī)制差異的制約。深入了解無機(jī)離子在光催化反應(yīng)中的作用機(jī)制，對光催化技術(shù)的實際應(yīng)用［2931］具有重要意義。本文主要探討無機(jī)鹽離子NO3和CO32對光催化降解的作用機(jī)理。NO3對光催化降解的作用機(jī)理主要是：NO3–具有強(qiáng)氧化性，可以接受電子，從而減少TiO2表面光生電子和空穴的復(fù)合幾率；同時，NO3– 吸收紫外光后會形成?NO?H、NO2，其反應(yīng)如下[41]： (5) (6) (7)