納米光催化氧化水處理技術進展
現代科學研究發現：當物質被“粉碎”到納米級并制成納米材料時將具有多種物理效應，不僅其光、電、熱、磁等特性發生變化，而且具有輻射、吸收、催化、殺菌、吸附等許多新特性。在眾多納米科學技術中，納米材料學、納米電子學和納米醫藥學是目前倍受重視的三個研究方面。有研究者指出，納米技術對水中粒徑為200nm污染物的去除能力是其他技術不可替代的[1]，認為納米技術可在污染修復、低成本脫鹽等領域發揮作用[2]，直接向受污染沉積物或地下水中注入納米鐵可治理污染，其有可能替代常規的鐵墻技術[3、4]。 在水處理中，應用最廣泛的納米催化材料應是n型半導體納米材料。而在常規催化氧化法基礎上發展起來的以納米材料為催化劑的催化氧化水處理技術將具有更加獨特的功效。 1 納米光催化氧化水處理技術 1.1 機理 一般認為，光催化活性是由催化劑的吸收光能力、電荷分離和向底物轉移的效率決定的。當納米半導體粒子受到大于禁帶寬度能量的光子照射后，電子從價帶躍遷到 導帶而產生了電子—空穴對。電子具有還原性，空穴具有氧化性，從而促進了有機物的合成或使有機物降解。納米半導體材料的特性和催化效果各有不同，但作為光催化劑它們的催化活性與相應的體相材料相比有顯著提高，其原理在于：①通過量子尺寸限域造成吸收邊的藍移；②由散射的能級和躍遷選律造成光譜吸收和發射行為結構比；③與體相材料相比，量子阱中的熱載流子冷卻速度下降，量子效率提高；④納米半導體粒子所具有的量子尺寸效應使其導帶和價帶能級變成分立的能級，能隙變寬，導帶電位變得更負，而價帶電位變得更正，這意味著納米半導體粒子獲得了更強的還原及氧化能力，從而催化活性隨尺寸量子化程度的 提高而提高[5]。除此以外，還在于納米半導體粒子的粒徑和吸收特性。 納米半導體粒子的粒徑通常小于空間電荷層的厚度。在此情況下，空間電荷層的任
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