引言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，污水處理顯得非常重要。利用光催化反應(yīng)處理污水，不僅能夠有效地利用太陽(yáng)能清潔能源，而且使得污水處理過(guò)程變得簡(jiǎn)便，節(jié)省了一些設(shè)備和原料。本文主要介紹了Ti02光催化處理污水的研究現(xiàn)狀及其制備方法。
1 TOi2光催化原理
Ti02有3種晶體結(jié)構(gòu)：板鈦礦型、銳鈦礦型、晶紅石型。催化活性的次序?yàn)椋轰J鈦礦型>晶紅石型>板鈦礦型。TiO2的禁帶寬度隨晶型不同而不同，銳鈦礦型的禁帶寬度為3．2eV、金紅石為3．0eV，相對(duì)應(yīng)的光譜吸收閥值為387nm和413nm。當(dāng)用波長(zhǎng)低于上述波長(zhǎng)的光照射TiO2時(shí)，將從Ti0。體內(nèi)激發(fā)出自由電子(e-)，從而在價(jià)帶上留下空穴(h，產(chǎn)生的電子(e-)和空穴(h)與其表面吸附的Oz／HzO等作用生成的·OH／·02有極強(qiáng)的氧化性，可氧化分解多種有機(jī)物，并且產(chǎn)生的自由電子有較強(qiáng)的還原能力，可還原金屬離子，故TiO2光催化技術(shù)在污水處理中表現(xiàn)出良好的光催化降解效果。其光催化原理如下所示：
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Ti02的禁帶寬度(Eg—3．2eV)較大，只能吸收占太陽(yáng)光譜大約4的紫外輻射(-387．5nm)，所以不能充分利用太陽(yáng)能：此外，光生電子和空穴復(fù)合幾率很高，導(dǎo)致Ti0的光生載流子利用效率低，由于存在這兩個(gè)缺陷，在一定程度上制約了TiO2光催化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用．圍繞這兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，目前半導(dǎo)體光催化技術(shù)研究呈現(xiàn)兩個(gè)熱點(diǎn)：
(1)對(duì)TiO進(jìn)行修飾改性，以擴(kuò)展其有效光響應(yīng)范圍。
(2)開(kāi)發(fā)新型半導(dǎo)體光催化劑，提高可見(jiàn)光生電子和空穴利用效率，提高光催化反應(yīng)活性
2 Ti02光催化劑的棚備
2.1常用的載體
光催化劑載體可分為無(wú)機(jī)載體和有機(jī)載體，用得最多的是無(wú)機(jī)載體。常用的無(wú)機(jī)載體有：硅膠、活性炭、活性氧化鋁、玻璃纖維網(wǎng)、空心陶瓷球、海沙、空心玻璃微球、石英玻璃片(管)、普通玻璃片、載波片、光導(dǎo)纖維、玻璃珠、層狀石墨、塊狀混泥土、瓷磚、沸石、不銹鋼、耐火磚、合金、泡沫鎳等。一些天然礦物，如沸石、膨潤(rùn)土、硅藻土等，具有獨(dú)特的層狀微孔結(jié)構(gòu)和離子交換性能，充當(dāng)載體與TiO2構(gòu)成的復(fù)合光催化材料兼具多孔性、高比表面積、強(qiáng)吸附性，是良好的載體材料。而有機(jī)載體由于易被光催化劑催化降解、穩(wěn)定性差，因此應(yīng)用較少。現(xiàn)采用的有機(jī)載體主要有：全氟磺酸薄膜、賽璐珞薄膜、聚乙烯、氟樹(shù)脂等。
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