光催化還原反應(yīng)降解無機污染物的研究-wenkub
2023-05-24 15:09:16 本頁面
【正文】 地表水和地下水。近些年，研究了一種先進的水凈化污水處理技術(shù)：光催化技術(shù)。本文介紹了光催化的發(fā)展歷程及優(yōu)點，闡述了光催化技術(shù)在處理無機廢水中的應(yīng)用。所以，治理工業(yè)廢水，保護環(huán)境，作為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題已受到全球范圍的重視。這些方法大都對污染物降解不徹底、容易造成二次污染、設(shè)備投資大、操作費用過高等。自從 1972年日本的 Fujishima和 Honda(Fujishima，1972)發(fā)現(xiàn) TiO2單晶電極光解水以來， TiO2多相光催化反應(yīng)方面的研究得到了深入而廣泛的開展。 工業(yè)廢水中的無機污染物 ? 近年來，隨著研究人員對光催化氧化技術(shù)研究的深入，光催化反應(yīng)技術(shù)取得了很大的發(fā)展，由單純的理論研究轉(zhuǎn)向理論與實際應(yīng)用研究。其中重金屬是一個嚴重的環(huán)境污染問題。本部分主要討論利用光催化方法將 Cr(Ⅵ )還原成 Cr(Ⅲ )，從而降低污水中毒性。光催化反應(yīng)所使用的燈源為高壓汞燈，功率為 300W，轉(zhuǎn)子攪拌速度為 300r/min。當(dāng)光強增加時，可以在一定程度上提高反應(yīng)速率。 ? ： 當(dāng)?shù)蜐舛葧r，反應(yīng)速率與溶質(zhì)的濃度成正比，初始濃度越高，反應(yīng)速率越大。 ： 在相同的反應(yīng)條件下，改變催化劑用量，實驗結(jié)果會有一定變化。由于 TiO2化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 ,在常溫下幾乎不與其他化合物作用 ,不溶于水、稀酸 ,光化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定 ,在紫外光照射下 ,不會被光腐蝕 ,其生物學(xué)性質(zhì)是惰性的 ,不溶解、不水解、不參與新陳代謝、無急性或慢性毒性作用。 (3)較低濃度時 , Cu2+顯著地促進了 Cr(VI)的光催化還原 ,濃度較大時 ,一方面 Cu+會進一步得到光生電子形成單質(zhì) Cu,另一方面 Cu2+對紫外光的吸收而降低了到達 TiO2的紫外光強 ,這兩種作用都降低了 Cr(Ⅵ )的光催化還原(4)Ni2+與 Cu2+相似 ,未充滿的軌道形成 d空穴 ,有獲得電子的能力 ,起到了為 Cr(Ⅵ )傳遞光生電子的橋梁作用 ,促進了Cr(Ⅵ )的還原。OH自由基 ,隨著對其危害認識的不斷深入，有關(guān)銀的排放標準將會更加嚴格，而研究銀的有效去除方法也勢在必行。納米 TiO2光催化技術(shù)被認為是從污染水中去除汞和其他重金屬的有效方法，在主波長大于 310nm 的激光光源的作用下， 100 mg/L的Hg2+在 20min內(nèi)有 99%被光催化還原和去除，避光對比實驗結(jié)果表明，有 30%的 HgCl2被吸吸附于納米TiO2粒子表面，利用摩爾比為 1∶ 1的 HNO3∶ HCl回收汞，其回收率為 70%，表明 Hg2+對金屬氧化物具有很強的親和力 [13] 水中鉛的去除 ? 鉛是一種用途廣泛但毒性很大的重金屬。 水中 NO2的去除 ? NO2是一種危害性較大的環(huán)境污染物 ,可致癌 ,特別是低濃度NO2,比較穩(wěn)定 ,不易消除。 ? 金雪峰等人 [16]采用溶膠一凝膠法制備了 TiO2/SiO2和不同濃度Fe3+摻雜的 Fe3+/TiO2/Si O2復(fù)合納米粉末，對污染物 NO2進行光催化降解的研究。 ? 田中啟一最早將光催化氧化用于處理含氰廢水。在含 CN廢水中的每一顆納米 TiO2粒子可視為一個微小的短路的光電化學(xué)電池 ,當(dāng)用能量大于能帶隙的光 (如紫外光 )照射時 ,TiO2吸收光 ,TiO2分子中價帶的最高被占有軌道上的電子 (e)受激發(fā)躍遷 ,產(chǎn)生電子 (e)和空穴 (h+),形成 e— h+對 ,吸附溶解在 TiO2表面的 O2捕獲電子形成 O2,空穴 (h+)則將吸附在 TiO2表面的 HO和 H2O氧化生成 HO在國外，已經(jīng)研究出更新更有效的方法，它能很好地吸收太陽光譜，是一種經(jīng)濟、有效的降解污水中的污染物的方法。選擇適當(dāng)?shù)妮d體或摻雜一些離子，把 TiO2制備成復(fù)合型催化劑，提高 TiO2的光量子率。光催化氧化技術(shù)作為一種新的污染治理手段正日益受到重視。 Biotech.,2021, 77(1): 102~116 ? [7]
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