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纳米TiO2光催化剂在污水处理中的应用2012年10月16日[摘要]纳米二氧化钛作为一种重要的光催化材料,由于具有化学性质稳定、便宜、无毒并具有较高活性等优点而得到了广泛的研究与应用。
论文在综合分析相关文献的基础上,概述了二氧化钛光催化剂在污水处理中的应用,介绍了纳米二氧化钛在光催化处理污水方面的成果和研究进展,探讨了纳米二氧化钛工业应用的研究方向。
[关键词]纳米二氧化钛;光催化;污水处理;研究进展1972年,日本学者Fujishima和Honda在《Nature》上报道了在n型半导体TiO2单晶电极上光致分解H2O产生H2和O2的现象,这一报道使得半导体光催化氧化还原技术,在污水处理、抗菌杀毒等方面的潜在应用受到广泛关注,并得到了迅速发展。
大量研究证实,染料、表面活性剂、有机卤化物、农药、油类、氰化物等有机污染物都能有效通过光催化氧化反应在TiO2表面降解、脱色、去毒,并最终完全矿化为CO2、H2O及其它无机小分子物质,从而消除对环境的污染。
1 TiO2光催化剂在污水处理中的应用1.1 无机废水的处理工业废水中的无机污染物主要有重金属离子,如Hg、Cr、Pb等的离子。
大量的研究表明,许多无机物在TiO2表面具有光催化活性。
周林波等[1]在Cr6+浓度为80 mg/L、体积为100 mL的废水中,投加0.7g SiO2-TiO2系玻璃作为光催化剂,光照反应体系3 h,Cr6+的去除率达99.9 %。
Serpone 等[2]研究了以TiO2为光催化剂在模拟太阳光光照下处理HgCl2 和甲基氯化汞的过程,取得了较好的实验效果。
除重金属离子外,工业废水中的无机污染物还包括部分对环境危害较重的无机阴离子,如CN-、NO2-、Au(CN)-4等离子,一般方法难以去除,采用光催化氧化技术则能够达到这一目的。
Frank 等[3]研究了以TiO2为光催化剂将CN-氧化为OCN-,并最终反应生成CO2、N2、和NO3-的过程。
二氧化钛光催化技术在污水处理领域中应用二氧化钛光催化技术在污水处理领域中的应用引言随着工业的发展和人口数量的增加，污水处理成为了一个日益重要和紧迫的问题。
传统的污水处理方法存在着一些问题，如工艺复杂、处理效果差、成本高等。
因此，我们需要寻找一种更为高效和经济的污水处理技术。
二氧化钛光催化技术是近年来发展起来的一种新型污水处理技术。
该技术利用了二氧化钛的强大的光催化性能，能够将有害污染物转化为无害物质。
本文将以二氧化钛光催化技术在污水处理领域中的应用为中心，综述该技术的原理、关键技术和应用案例。
一、二氧化钛光催化技术的原理1.1 光催化原理光催化是指在光照的作用下，通过光生电荷对物质进行催化反应。
二氧化钛具有较大的能带间隙和良好的光吸收能力，在紫外光照射下，二氧化钛表面产生电子和空穴对，形成电荷对。
这些电子和空穴对能够参与不同的反应，从而实现有机污染物的降解和氧化。
1.2 光催化材料选择与制备二氧化钛的晶型和表面结构对光催化反应具有重要影响。
常见的二氧化钛晶型有锐钛矿型和金红石型，其中锐钛矿型TiO2的光催化活性更高。
制备二氧化钛光催化材料的方法主要包括水热法、溶胶-凝胶法、气相沉积法等，其中水热法制备的二氧化钛颗粒具有较好的光催化性能。
二、二氧化钛光催化技术在污水处理中的关键技术2.1 光源选择与辐照条件控制二氧化钛光催化技术需要紫外光激发二氧化钛表面的电子和空穴对，因此选择适合的光源非常重要。
传统的光源有氙灯、汞灯等，不过这些光源有功耗大、寿命短等问题。
近年来，LED光源得到了广泛应用，能够提供稳定、可调节的紫外光，是二氧化钛光催化技术的理想光源。
2.2 二氧化钛载体设计与制备为了提高二氧化钛的光催化性能，可以将二氧化钛负载在一些载体上，形成复合光催化材料。
常用的载体材料有氧化铁、活性炭等。
此外，调控二氧化钛的纳米结构也是提高光催化性能的关键。
可以通过pH调节、加入表面活性剂等方法实现纳米结构的调控。
工业废水处理中纳米TiO2光催化技术的应用工业废水处理中纳米TiO2光催化技术的应用一、引言工业废水的排放对环境产生了严重的污染，给人类和生态系统带来了巨大的威胁。
因此，工业废水的处理成为了一个迫切需要解决的问题。
其中，纳米光催化技术因其高效、环保、可控等特点，逐渐成为了工业废水处理的研究热点，尤其是纳米二氧化钛（TiO2）光催化技术。
二、纳米TiO2的特性纳米TiO2是一种具有高表面积和优良光催化性能的纳米材料。
纳米颗粒的小尺寸使得其具有更大的表面积，从而增加了有效反应位点的数量，提高了催化效率。
此外，纳米TiO2还具有稳定性高、光催化效果可调控等优点，使其成为理想的工业废水处理材料。
三、纳米TiO2光催化技术原理纳米TiO2光催化技术主要通过纳米TiO2对光的吸收，并产生活性氧（如羟基自由基）来加速废水中有机物降解。
在光照下，纳米TiO2表面产生的活性氧与废水中的有机物发生氧化反应，将有机物降解为无害物质，从而达到净化废水的目的。
此外，纳米TiO2光催化技术还可以通过短波紫外线激发下的电子-空穴对来完成废水中污染物的降解。
四、纳米TiO2光催化技术在工业废水处理中的应用1. 有机物降解纳米TiO2光催化技术能够高效降解废水中的有机物污染物，如苯酚、染料、农药等。
通过调控TiO2的粒径和晶相，优化光催化条件，可以提高降解效率。
2. 重金属去除工业废水中的重金属污染物对水环境和生态系统具有严重的危害。
纳米TiO2光催化技术可以通过光催化、吸附和还原等多种机制同时去除废水中的重金属离子，如铅、镉、铬等。
3. 破坏微生物工业废水中常存在有害微生物，如细菌、病毒等。
纳米TiO2光催化技术可以利用其对有害微生物的强氧化作用，破坏其细胞结构，从而达到杀灭微生物的目的。
五、纳米TiO2光催化技术的优势与挑战1. 优势（1）高效性：纳米TiO2具有高度的催化活性和选择性，能够实现高效降解废水中的有机物和重金属污染物。
TiO2光催化反应及其在废水处理中的应用TiO2光催化反应及其在废水处理中的应用摘要：近年来，随着环境问题的日益突出，废水处理成为了重要的课题之一。
光催化技术由于其高效、环保的特点，被广泛应用于废水处理领域。
其中，钛白粉（TiO2）光催化反应被认为是一种非常有效的方法。
本文从TiO2光催化反应的基本原理、反应机制和影响因素等方面进行了探讨，并详细介绍了其在废水处理中的应用。
一、引言随着工业化进程的不断加快，废水排放问题日益严重。
废水中含有大量的有机物、重金属离子等污染物，不仅对水体生态环境造成了严重的破坏，也对人类的健康产生了潜在的危害。
因此，如何有效地处理废水成为了亟待解决的问题。
光催化技术由于其高效、环保的优势，被广泛应用于废水处理领域。
其中，TiO2光催化反应因其低成本、易得性和良好的稳定性等特点，成为了研究的热点之一。
二、TiO2光催化反应的基本原理TiO2光催化反应是指在紫外光照射下，通过激发TiO2表面的电子，产生一系列氧化还原反应，最终实现有机污染物的降解。
TiO2光催化反应的基本原理可以归结为：1) 紫外光照射下，TiO2表面的电子被激发至导带，形成自由电子和空穴；2) 自由电子和空穴在TiO2表面进行氧化还原反应，产生一系列高活性氧化物种，如羟基自由基、超氧自由基等；3) 这些高活性氧化物种与有机污染物发生反应，使其降解为无害物质。
三、TiO2光催化反应的反应机制TiO2光催化反应的反应机制主要包括两个方面：1) 高活性氧化物种生成机制；2) 有机污染物的降解机制。
高活性氧化物种生成机制为：当TiO2表面的电子被紫外光激发，会形成自由电子和空穴。
自由电子在TiO2表面与氧分子发生反应，生成氧化还原活性物种，如羟基自由基；空穴则与水分子发生反应，产生羟基自由基和超氧自由基。
有机污染物的降解机制为：高活性氧化物种与有机污染物发生反应，形成过渡产物，并经过一系列反应逐步降解为无害物质。
纳米技术在污水处理中的应用摘要: 纳米技术是一种把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物质中间领域的新技术, 很可能成为21 世纪的主导技术之一。
纳米技术应用于环境污染治理中具有处理效率高、投资省、运行成本低、不产生二次污染等优点, 已成功地运用于固体废物, 废水和废气的治理, 并引起全世界广泛关注。
本文概述了纳米技术及材料在废水、城市垃圾及噪声控制中的应用现状。
关键字：纳米技术环境保护引言：纳米技术是以扫描探针显微镜等技术为手段, 在纳米尺度(0.1nm～100nm ) 范围内, 研究电子、原子和分子内在规律和特征, 并按人类的需要, 在纳米尺度上直接操纵物质表面的分子、原子、乃至电子来制造特定产品或创造纳米级加工工艺的一门新兴科学技术。
纳米技术兴起于20世纪80年代, 它所研究的对象是既非宏观又非微观的中间领域, 也有人称之为介观研究领域。
纳米量级的材料因其特殊的结构, 使其产生出小尺度效应、量子效应和表面效应, 从而在机械性能、磁、光、电、热等方面与传统材料有很大不同, 具有辐射、吸收、催化、吸附等特性。
因此, 在21 世纪纳米技术将对信息、生物技术、能源、环境、先进制造和国防的发展产生深远的影响。
近年来, 纳米技术所取得成就及其对各个领域的影响和渗透一直非常引人注目, 特别是其在环境治理方面的应用, 已经呈现出欣欣向荣的景象。
一、纳米技术在污水处理方面的应用传统的水处理方法效率低，成本高，存在二次污染等问题，污水治理一直得不到好的解决。
纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。
1、纳米材料吸附能力的利用。
纳米材料的基本构成决定了它超强(10倍以上) 的吸附能力。
污水中通常含有有毒有害物质、悬浮物、泥沙、铁锈、异味污染物、细菌、病毒等。
传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题, 污水治理一直得不到很好的解决。
纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一问题。
污水中的贵金属是对人体极其有害的物质。
纳米TiO2光催化在废水处理中的应用研究郑学锋【摘要】纳米TiO2主要用于中低浓度废水处理、小空间空气净化料表面自清洁、重金属回收、固体废物处理等领域,与传统除污工艺相比,具有无毒、安全、稳定性好、催化活性高、见效快、能耗低、可重复使用等优点,纳米TiO2是近年来环保领域中研究最多、最具发展前景的高新技术材料之一.介绍了纳米TiO2的光催化机理,概述了光催化技术在处理含油废水、含药废水、印染废水、造纸废水、含氮有机废水、氯代有机废水、含酚废水等方面的最新应用研究进展,指出了其在废水处理中还存在阳光效率低、回收再利用困难、降解效率有限等问题.【期刊名称】《漯河职业技术学院学报》【年(卷),期】2012(011)002【总页数】3页(P67-69)【关键词】纳米TiO2;光催化;废水处理【作者】郑学锋【作者单位】许昌卫生学校,河南许昌461000【正文语种】中文【中图分类】TB383;X703纳米材料又称为超微颗粒材料，纳米材料是纳米科技发展的重要基础，是纳米科技最为重要的研究领域。
纳米材料由纳米粒子组成，结晶粒度为纳米级(1－100 nm)的多晶材料，即三维空间尺寸至少有一维处于纳米量级。
纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1－100 nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，其结构既不同于体块材料，也不同于单个原子。
纳米材料一般分为纳米颗粒、纳米薄膜(多层膜和颗粒膜)和纳米固体。
随着现代工农业的迅猛发展，产生了大量污染物，大部分以废水的形式排放到环境中去。
多年来，研究人员采用了包括生物处理、化学处理、热处理等方法应用于废水处理中，但目前这些方法都存在着局限性，而且处理费用太高。
20世纪70年代以来，出现了一种新型的污水处理技术——光催化，以其催化活性高、稳定性好、对人体无毒、价格低廉等独特的优点，日益受到重视。
二氧化钛(TiO2)光催化技术也是近年来国内外最活跃的研究领域之一。
TiO2有锐钛矿型、金红石型和板钛矿型三种晶型。
48-化工中间体C henm i cal I nt e r m edi at e2012年第02期科研开发纳米T i02光催化在废水处理中的应用李傻妮(中北大学化工与环境学院，山西太原030051)摘要：光倦化技术是一种新兴的高教节能现代废水处理技术，目前还处于实验室研究阶段。
本文综述了纳米T；O洗催化降解机理；并讨论了催化剂颗粒度、pH值、表面改性、载体、外加氧化剂对其光催化活性的影响；然后对纳米Ti O。
在降解有机废水和无机废水、自来水净化等方面的应用进行了评述；最后指出了目前纳米Ti0：在应用领域巾存在的不足，井展望了合成出对可见光有高响应率的光催化荆以及和传统污水处理技术相结合的发展前景。
关键词：光催化二氧化钛影响因素废水处理中圈分类号：X703文献标识码：A文章编号：T1672—8114(2012)02-048-061引畜工业废水中含有许多对人体有害的物质，如有机磷农药、芳香族胺基化合物、氯系溶剂(二氯乙烯、三氯乙烯等】、苯系溶剂及醛、酮等，对人体的毒害很大。
传统的水处理方法如吸附法、混凝法、活性污泥法等在实际处理过程中存在着一定的困难，效果不理想，因此急需寻找一种经济、有效的方法以进一步降解传统方法处理后水中残留的污染物。
1976年，J．H．C ar y等人对多氯联苯的光催化研究发现，在Ti O：的浊液中浓度为50ug／L的多氯联苯经0．5h的紫外线照射，反应物即可全部脱氯”l。
此后，光催化降解技术尤其是纳米Ti0：光催化氧化法作为一种水处理技术，引起了各国众多研究者的广泛重视。
王怡中、王九思等人B1研究了染料废水中甲基橙、活性艳红x一3B 以纳米T i O：为催化剂进行光降解脱色，甲基橙反应l O m i n，脱色率达97．4％；活性艳红X一3B在充氧条件下光照l h降解率可达98％。
樊彩梅人等研究了纳米Ti O：对水中腐植酸(H A)的降解情况【4l。
付宏祥等人疆1在研究光作者简介：李俊妮(1987一)，女，在读研究生。
《TiO2光催化处理水中难降解有机污染物及环境风险研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，难降解有机污染物（如染料、农药等）在水中不断积累，给环境和人类健康带来了严重的威胁。
传统的水处理技术如物理吸附、生物降解等方法对这类有机污染物的处理效果有限。
因此，开发高效、环保的污水处理技术成为当前研究的热点。
TiO2光催化技术因其高效、无二次污染等优点，被广泛应用于处理难降解有机污染物。
本文将探讨TiO2光催化处理水中难降解有机污染物的效果及可能存在的环境风险。
二、TiO2光催化技术概述TiO2光催化技术是一种利用光激发TiO2产生电子-空穴对，进而与水中的有机污染物发生氧化还原反应的技术。
TiO2具有较高的化学稳定性、无毒、成本低等优点，在可见光和紫外光的照射下均能表现出良好的光催化性能。
该技术可将有机污染物分解为小分子化合物，最终转化为无害物质，实现污染物的降解和水的净化。
三、TiO2光催化处理难降解有机污染物1. 处理效果：研究表明，TiO2光催化技术对多种难降解有机污染物均具有较好的处理效果。
如染料、农药等有机污染物在TiO2光催化作用下，能够迅速被降解为小分子物质，甚至完全矿化为CO2和H2O。
此外，该技术还能有效去除水中的重金属离子和其他有毒物质。
2. 影响因素：TiO2光催化的效果受多种因素影响，如光照强度、pH值、催化剂浓度等。
适当调整这些因素可提高光催化效率。
此外，催化剂的制备方法、粒径大小等也会影响其光催化性能。
四、环境风险研究1. 安全性：TiO2光催化技术作为一种环保的水处理方法，其产生的二次污染较少。
但在实际应用中，仍需关注催化剂的脱落和流失问题，以防止其对环境和生态造成潜在的危害。
2. 生态风险：尽管TiO2光催化技术能有效降解水中的有机污染物，但在处理过程中可能产生一些中间产物，如自由基等。
这些中间产物可能对水生生物产生一定的毒性，从而对生态环境造成潜在的风险。
因此，在应用TiO2光催化技术时，需关注其生态风险评估和监测。
第51卷第12期 辽 宁 化 工 Vol.51，No.12 2022年12月 Liaoning Chemical Industry December，2022收稿日期： 2022-03-12 作者简介：何景儒（1998-），男，新疆沙湾市人，2020年毕业于沈阳建筑大学给排水科学与工程专业，研究方向：污水处理理论与技术。
TiO 2光催化技术降解印染废水的研究进展何景儒（沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁 沈阳110168）摘 要：由于TiO 2光催化技术具有无毒、稳定性好、材料易得和氧化能力强的特性，在印染废水前处理及深度处理工艺中具有较好的应用前景。
文章阐述了TiO 2光催化降解有机污染物的机理，对近年来国内外不同TiO 2改性方法进行了综述，分析了TiO 2光催化技术在处理印染废水时的效果，并对未来TiO 2光催化技术在降解印染废水中的应用进行了展望。
关 键 词：光催化氧化技术；掺杂；TiO 2改性；印染废水中图分类号：TQ426.7 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2022）12-1762-03印染工业为我国工业的主要组成部分，近年来随着纺织工业的飞速发展，废水的排放量逐年攀升，现已跃居为我国水量最大的工业废水之一[1]，所造成的污染问题亟待解决。
由于新型染料可生化性显著降低，生物法处理效果较差[2]，电解法阳极材料消耗大，产生铁泥需要处理。
在众多不同的光催化剂里，TiO 2的相关研究得最为广泛，因为它有较强的氧化能力、可以分解有机污染物、无毒、具有超亲水性[3]、高耐久性、化学稳定性、成本低。
而因TiO 2禁带宽度大（Eg =3.0～3.2 eV），故在可见光下的应用范围受到限制[4]。
本文综述了TiO 2改性的研究进展以及TiO 2光催化降解印染废水的应用现状及巨大潜能。
1 TiO 2光催化机理TiO 2属于n 型半导体，禁带宽度大，锐钛矿相带隙能为3.2 eV，金红石相带隙能为3.03 eV，只有在λ＜387 nm 的紫外光下被活化。
纳米TiO2催化膜在废水处理中的应用2012年12月25日摘要：在简单地阐述了纳米TiO2催化膜的催化机理的基础之上，重点介绍了近几年纳米TiO2 催化膜技术在污水深度处理中的应用及研究进展, 并指出其技术优势、缺点及未来研究方向, 认为该领域将在未来水处理工业发挥出很好的作用。
关键词：分离催化常规应用扩展波长0引言膜分离技术在废水的处理中有着较广阔的应用范围及应用前景，近年来膜分离技术已经进一步发展，逐步向催化及纳米分离技术方向发展。
应用纳米技术来处理污水便可达到一些意想不到的效果。
纳米技术是当今社会的热门话题，纳米材料的各种特殊性能能够解决许多常规方法不能解决的问题。
在污水处理方面，纳米技术较常规方法显示了高度的优越性其中，近年来发展比较迅速的纳米膜分类技术逐步地发展起来，其中纳米TiO2催化膜是一个比较典型的代表。
1催化反应机理纳米TiO2催化膜是基于光催化氧化技术发展起来的一种可有效地处理卤大多数有机物及金属粒子等的一种膜，这种技术是通过在纳米级微孔上的膜上通过物理化学等方法联合各种催化物质对废水进行膜处理，其技术的关键在于TiO2光氧化催化剂。
目前TiO2被认为是最有效的光氧化催化剂。
TiO2光催化机理纳米TiO2是N型半导体,能带和导带之间的带隙能为3.2eV,其能量相当于波长为387.5nm的紫外光,当被该紫外光照射时,处于能带上的电子被激发到导带上,生成高活性的电子e-,在能带上产生带正电荷的空穴h+。
TiO2与水接触,水分子和被溶解的氧与产生的h+,e-作用,生成强氧化性的.OH-,.O2,并通过.OH-,h+和.O2等渐渐将有机物降解为CO2和H2O等无机物。
同时,e-具有强还原性,还可将无机物高氧化态的氧化物或贵金属离子还原成低氧化态的氧化物或单质,或将低价离子氧化成高氧化态的氧化物沉淀出来,达到治理和回收的目的，如图一所示。
图一催化原理图[1]2常规的应用处理2.1 石油工业废水的处理石油工业废水处理常规方法有吸附法、混凝沉降法、生化法等,但这些常规的处理法目前很难达到去除难降解有机物的目的,即使降解了,也易造成二次污染。
第 50 卷 第 6 期2021 年 6 月Vol.50 No.6Jun. 2021化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry项目基金：西北民族大学国家级大学生创新创业训练项目（202010742092）通信联系人：尹奋平收稿日期：2021-03-10纳米TiO 2-PFS 复合絮凝剂的制备及在有机废水处理中的应用邓博文1，海文杰1，王梓浩1，姚铭栩1，谢 颖2，尹奋平1（1.西北民族大学化工学院，甘肃 兰州 730030；2.四川农业大学商旅学院，四川 都江堰 610081）摘 要：采用凝胶-溶胶法制备了纳米TiO 2，再与PFS通过超声波分散法制备得到纳米TiO 2-PFS复合絮凝剂。
通过正交实验确定了合成的最佳条件。
实验结果表明，配比的影响远远大于温度，当质量分数为15%的纳米TiO 2与85%的PFS复合，合成温度为65℃时，COD去除率达到了最大。
将PFS与制得的纳米TIO 2-PFS复合絮凝剂进行对比，结果表明，复合絮凝剂对有机废水COD的去除远远大于PFS，当复合絮凝剂的投入量为4mg·(200mL)-1时，有机废水的去除率达到80%。
关键词：复合絮凝剂；纳米TiO 2；正交实验；有机废水中图分类号：TQ 314.253 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2021)06-0052-03环保与三废利用有机废水的特点是强酸强碱性、污染大、毒性大、COD 值高，对水中的藻类鱼类有巨大的伤害，会造成二次污染，从而直接影响人们的身体健康。
传统处理有机废水的方法有化学氧化法、生物降解法、吸附法、光催化法等，但因成本太高等原因，很难达到预期的处理效果，因此需要寻找高效廉价的处理方法。
絮凝沉降法因设备简单、成本低、效率高、容易操作、间歇或连续运行均可等众多优点，在有机废水处理中获得广泛应用[1]。
絮凝剂根据其化学成分可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂、天然絮凝剂、生物絮凝剂以及由多种絮凝剂制得的复合絮凝剂。
纳米TiO2光催化剂在污水处理中的应用2012年10月16日[摘要]纳米二氧化钛作为一种重要的光催化材料，由于具有化学性质稳定、便宜、无毒并具有较高活性等优点而得到了广泛的研究与应用。
论文在综合分析相关文献的基础上，概述了二氧化钛光催化剂在污水处理中的应用，介绍了纳米二氧化钛在光催化处理污水方面的成果和研究进展，探讨了纳米二氧化钛工业应用的研究方向。
[关键词]纳米二氧化钛；光催化；污水处理；研究进展1972年，日本学者Fujishima和Honda在《Nature》上报道了在n型半导体TiO2单晶电极上光致分解H2O产生H2和O2的现象，这一报道使得半导体光催化氧化还原技术，在污水处理、抗菌杀毒等方面的潜在应用受到广泛关注，并得到了迅速发展。
大量研究证实，染料、表面活性剂、有机卤化物、农药、油类、氰化物等有机污染物都能有效通过光催化氧化反应在TiO2表面降解、脱色、去毒，并最终完全矿化为CO2、H2O及其它无机小分子物质，从而消除对环境的污染。
1 TiO2光催化剂在污水处理中的应用1.1 无机废水的处理工业废水中的无机污染物主要有重金属离子，如Hg、Cr、Pb等的离子。
大量的研究表明，许多无机物在TiO2表面具有光催化活性。
周林波等[1]在Cr6+浓度为80 mg/L、体积为100 mL的废水中，投加0.7g SiO2-TiO2系玻璃作为光催化剂，光照反应体系3 h，Cr6+的去除率达99.9 %。
Serpone 等[2]研究了以TiO2为光催化剂在模拟太阳光光照下处理HgCl2 和甲基氯化汞的过程，取得了较好的实验效果。
除重金属离子外，工业废水中的无机污染物还包括部分对环境危害较重的无机阴离子，如CN-、NO2-、Au(CN)-4等离子，一般方法难以去除，采用光催化氧化技术则能够达到这一目的。
Frank 等[3]研究了以TiO2为光催化剂将CN-氧化为OCN-，并最终反应生成CO2、N2、和NO3-的过程。
Hidaka等[4]研究了氰化钾溶液及含氰工业废水在TiO2悬浮液中通过中间产物OCN-生成CO2和N2的的光催化氧化过程，讨论了光催化氧化法处理大规模含氰废水的可能性。
1.2 有机废水的处理高浓度有机废水主要是印染、制药、炼油等工业生产过程中产生的废水，作为一种深度氧化技术，光催化法尤其适合于降解难以用其它方法降解的有毒有机物质。
美国环保局公布了9大类114种有机物被证实可以通过半导体光催化氧化方法处理。
1.2.1光催化处理印染废水印染废水具有浓度高、色度高、pH 高、难降解等特点，且大多含有苯环、胺基、偶氮基团等致癌物质，对环境危害很大。
光催化氧化在彻底降解印染废水方面具有无二次污染、氧化能力强等突出优点。
浙江大学研究小组研究了TiO2 悬浮体系对不同染料的光催化降解，结果表明，TiO2 对偶氮类染料、蒽醌类染料、三芳甲烷和菁系等可溶性染料脱色效果可以达到95 %以上，COD去除率也在80 %～100 %之间。
Epling G.A.等[5]研究了在可见光下纳米TiO2 光催化剂对15 种不同类型的染料的降解，得到这些染料的脱色顺序：靛蓝染料~菲染料>三苯甲烷染料>偶氮染料~喹啉染料>噻嗪染料>蒽醌染料。
肖俊霞等[6]也研究了10 种不同结构的染料在TiO2/UV 体系中的光催化氧化降解过程，揭示了不同结构染料在TiO2/UV 体系中的降解规律。
1.2.2光催化处理制药废水制药废水成分复杂、污染物浓度高、含有难降解物质和有抑菌作用的抗生素，并且毒性较强、危害较大，属于难处理的工业废水。
利用光催化氧化降解制药废水不会生成其它有毒物质，无二次污染，具有其它方法无可比拟的优点。
龚丽芬等[7]以罗丹明B、罗丹明6G、次甲基蓝、溴甲酚绿为光敏剂修饰掺杂铈的纳米二氧化钛，利用日光灯照射下催化降解六六六、滴滴涕(DDD)、滴滴涕伊(DDE)等有机氯农药，结果表明：罗丹明B 或溴甲酚绿修饰后的掺铈纳米二氧化钛具有较高的光催化降解率。
郭佳等[8]以TiO2 为光催化剂，对头孢曲松钠进行光催化降解。
结果显示，当反应物初始浓度500 mg/L-1，反应5 h 后，在催化剂用量为2.5 g/L-1时对头孢曲松钠的降解达93.4 %。
廖禹东等[9]以掺Fe 的纳米TiO2为光催化剂，进行了含阿奇霉素废水的光催化氧化降解性能研究。
结果表明，在pH=6.4、t=30 min、催化剂用量为10 g/L 时，掺0.05% Fe 的纳米TiO2 降解效果最佳。
1.2.3光催化处理含油废水在石油开采和生产中，不可避免地要产生大量含油污水，含油污水中不溶于水且漂浮在水面上的油类及其他有机污染物等很难用化学方法处理。
李书珍等[10]采用光催化技术和WL 型TiO2光催化剂处理炼油厂含油污水。
实验结果表明：采用WL 型TiO2光催化剂、反应温度30 ℃、反应时间40 min、pH 为4～8，催化剂用量为1.0～1.5 g•L-1 的条件下，脱油率为98.6 %，COD 脱除率为99.3 %，处理后的废水中油含量和COD 值均达到国家《污水综合排放标准》。
王琛等[11]以钠基膨润土为原料，制备了掺杂铁离子TiO2 柱撑膨润土，考察了掺铁TiO2 柱撑膨润土对含油污水的吸附催化降解能力。
结果表明，掺铁1.5 %时制备的复合材料具有较高的吸附和光催化性能，吸附后的去油率为92.5 %，光催化4 h后去油率达98.5 %。
最近，在中国海洋石油总公司的支持下，中海油海洋石油研究中心和清华大学合作开展了含原油污水的纳米TiO2 光催化降解净化处理研究，取得显著进展。
1.3 光催化杀菌除藻大量研究表明，纳米TiO2 光催化剂具有很强的光催化杀菌作用。
细菌是由有机复合物构成的，通过对TiO2 光催化杀灭革兰氏阴、阳性细菌的致死曲线进行对比、常规培养验证和透射电镜观察可知：光催化杀菌可以攻击细菌和外层细胞，穿透细胞膜，破坏细菌的细胞膜结构，同时也可以分解由细菌释放出来的致热和有毒组分。
刘锦平等[12]采用新工艺制备出具有光催化性的纳米二氧化钛，以工业循环冷却水中的异养菌为实验对象进行杀菌实验，结果表明：自制纳米二氧化钛具有良好的杀菌性，杀菌率可达99.2%，而且可以回收，循环使用，产品有广阔的应用前景。
日本东京大学工学部的藤岛昭教授等人经实验证明，锐钛矿型纳米TiO2对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、芽杆菌和曲霉等具有很强的杀死能力，它是目前最常用的光催化抗菌剂。
2 展望19 世纪70 年代以来，TiO2 以其优异的光催化性能，吸引了原料分子中的原子更多或全部变成最终希望产物中的原子，不产生副产物或废物，达到废物的“零排放”。
熊蓉春等[7]以聚天冬氨酸的合成为例作了说明。
以磷酸为催化剂时，可以制得相对分子质量高的线形聚天冬氨酸，但存在副产物的分离和排放问题；若不采用磷酸催化剂，通过改变反应条件，能够制得相同质量的聚天冬氨酸，但无副产物生成，实现了原子经济性合成。
需要注意的是，在产物的合成中，有时存在有副产物生成但不进行分离的情况，这并不是原子经济性反应，因为原料分子中的原子并未得到充分利用。
3 绿色阻垢缓蚀剂的类型3.1 天然高分子绿色阻垢缓蚀剂天然高分子因其来源广泛、无毒、易降解、易回收等特点，是一类“天然绿色”原料和药剂，在水处理界得到高度重视和广泛研究，发展很快。
20世纪中期，人们曾用木质素、单宁、腐殖酸钠、壳聚糖、淀粉和纤维素等天然聚合物作为水处理阻垢剂。
木质素是一种芳香型化合物，能与金属离子形成木质素的螯合物。
从而抑制结垢。
由于天然聚合物的性能不是很稳定，并且药剂用量大，其阻垢和分散效果不及合成的聚合物阻垢剂，现已很少使用，但因其具有来源广、价廉和可生物降解等特点，可以通过对其进行改性以制备经济、环保、高效的聚合物阻垢剂。
因此这一类天然聚合物是发展前景很好的绿色阻垢剂[8]。
3.2 人工合成绿色阻垢缓蚀剂3.2.1聚天冬氨酸聚天冬氨酸(Polyaspartic Acid，PASP)是近年受海洋动物代谢启发而研制成功的一种生物高分子，是具有优异的阻垢分散性能和良好的可生物降解性、无毒、不破坏生态环境的阻垢剂，是公认的绿色阻垢剂和水处理剂的更新换代产品。
在国际上，有关PASP的合成及应用已经成为各发达国家竞相研究的热点。
聚天冬氨酸是聚氨基酸中的一类，它主要包括聚天冬氨酸及其钠盐和酯。
PASP 对CaCO3、BaSO4最佳阻垢作用的相对分子质量范围为3000～4000，对CaSO4最佳阻垢作用的相对分子质量范围为1000～2000。
PASP可耐高温，热稳定性好，可应用于高温水系统，特别适用于抑制冷却水、锅炉水及反渗透膜处理中的CaCO3垢、Ca3(PO4)2垢。
由于PASP及其衍生物的结构对其与金属离子的螯合性能以及其生物降解性能有很大的影响，因而优化合成条件并对其进行适当改性是当前PASP阻垢剂研究的重点。
3.2.2聚环氧琥珀酸聚环氧琥珀酸是20 世纪90 年代初美国Betz 实验室首先开发出来的一种无磷、非氮并具有良好生物降解的绿色缓蚀阻垢剂[9]。
聚环氧琥珀酸是一种绿色水溶性聚合物，对钙镁铁等离子的整合力强，适用于高碱高固水系，可应用于锅炉水处理和冷却水处理。
研究发现[10]分子量为400~800 的PESA 阻垢效果最佳，PESA 具有很强抗碱性，在高碱度、高硬度水系中其阻垢率明显优于常用有机磷酸类。
同时它具有很好协同作用，与其它药剂复配可形成具有较好性能的低磷或无磷缓蚀阻垢剂，应用前景广阔。
3.2.3烷基环氧羧酸酯烷基环氧羧酸酯(AEC)是Betz公司开发的一种新型无磷、非氮缓蚀阻垢剂，具较高的钙容忍度，耐高温，抗氯性好，可取代有机膦酸。
当与少量磷酸盐或锌盐复配时，对碳钢有很好的缓蚀作用，因而可组成低磷(锌)配方，用于高pH、高碱度、高硬度、高浓缩倍数的冷却水系统，并为环境所接受[11]。
但生物降解性能不够理想。
具体参见更多相关技术文档。
4 展望绿色阻垢剂的研究已经历了几十年，但能作为绿色水处理剂广泛应用的种类并不多，有关绿色阻垢剂的开发必将成为水处理行业的研究重点。
纵观当今国内外绿色阻垢剂的研究现状，今后绿色阻垢剂的研究方向应该是：(1)提高现有产品的质量，降低成本，使其成为多功能、高效、价廉、无毒或低毒的水处理剂；(2)加强结构与性能之间的研究，使水处理技术有所创新、突破；(3)结合国内实际情况，开发出一些低磷、微磷水处理剂。
只要其排放符合环保标准、对环境影响小，就可作为绿色水处理剂使用。
参考文献[1]王旭珍，蒙延峰，郭振良，等．冷却水缓蚀阻垢剂的绿色化研究进展[J]．环境污染治理技术与设备，2003，4(4)：50-55．[2]曹立新．低磷、无磷配方的研究和应用[J]．工业水处理，2003，23(10)：74-76．[3]熊蓉春．绿色化学与2l世纪水处理剂发展战略[J]．环境工程，2000，18(2)：22-25．[4]吴字峰，曾凡亮，刘向东．绿色化学品与无磷阻垢缓蚀剂[J]．化学时刊，2005，19(7)：44-48．[5]王超，陈新萍，梁利民．绿色化学与缓蚀阻垢剂[J]．化学与粘合，2001(4)：17l-173．[6]闵恩泽，吴巍．绿色化学与化工[M]．北京：化学工业出版社，2000：2l-36．[7]熊蓉春，董雪玲，魏刚．绿色生物高分子聚天冬氨酸的合成及其阻垢性能研究[J]．工业水处理，2001，21(1)：17-20．[8]HUNIER R J ，NEAGOE C N ，JARVELAINEN H A ，et al．Alcohol affects the skeletal muscle proteins，titin and nebulin in male and female rats[J]．The Journal of Nutrition，2003，133：1154-1157．[9]Stephen M ．Kessler ．Method of Inhibiting Corrosion in Aqueous Systems[P]．US：52563321993-10-26．[10]李凡修，辛焰．共聚物类阻垢剂的研制进展[J]．工业水处理，2000，20(3)：7-10．[11]鲍其鼐．冷却水处理中的水溶性聚合物[J]．化工进展，1999(5)：56-58．(本文文献格式：李胜兵，朱辰瀚，王晓辉．水处理阻垢缓蚀剂的绿色化研究[J]．广东化工，2012，39(5)：128-129)。
