纳米二氧化钛可见光催化的研究进展

第２０卷第３期　２００６年６月　能源环境保护　Ｅｎｅｒｇｙ　ｒｏｎｍｅｍａ】Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｖｏ１．２０．Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．．２０Ｏ６　

纳米ＴｉＯ　２光催化反应器研究进展　

曾　旭　，秦树林　，徐高田　

（１．上海大学环境科学与工程系，上海２０００７２；　２．煤炭科学研究总院杭州环境保护研究所，浙江杭州３１１２０１）　

摘要：光催化氧化作为一种高级氧化技术，在环境工程治理领域得到较快的发展。主要介　

绍了纳米ＴｉＯ：光催化反应器近年来的研究进展，对各类型反应器的优缺点进行了深入分　析，并展望了催化反应器应用前景。　

关键词：二氧化钛；光催化；反应器　中图分类号：Ｘ７０３．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—８７５９（２００６）０３—００１２—０３　

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绿色建筑光催化材料二氧化钛研究进展

随着社会经济的发展和人们对环境保护意识的提高，绿色建筑已成为一种趋势。绿色建筑是一种可持续性建筑，其设计和建造考虑了减少对环境的影响，提高建筑能源效率，提高室内环境质量等因素。绿色建筑需要使用环保、健康的建筑材料，而光催化材料二氧化钛是一种很有潜力的材料，能够用于室内和室外环境的净化。

二氧化钛具有很高的光催化活性，在受到紫外线或可见光照射时能够吸收水中的氧和有机物质、微生物，将其分解为CO2和H2O，从而达到清洁水和空气的目的。二氧化钛的光催化能力是由于其表面具有活性位点，通过吸附反应活化两种物质，从而产生自由基，进而分解有机污染物，因此用于绿色建筑中的光催化材料是探索和应用的热点。

二氧化钛的催化性能可以通过修饰或改性来提高。硫化二氧化钛、掺杂二氧化钛、纳米二氧化钛和复合二氧化钛等是目前研究的热点。硫化二氧化钛的光催化性能比纯的二氧化钛更优秀，因为硫是一种与光催化反应有关的活性物质。掺杂二氧化钛一般通过在其晶格中引入其他金属离子，从而形成掺杂二氧化钛。掺杂的离子会影响二氧化钛的电子结构及其表面性质，可以提高催化性能，让其可使用于室内环境净化中。纳米二氧化钛的光催化性能也比纯的二氧化钛更优秀，因为小尺寸的纳米颗粒有更大的比表面积和更短的电子传输路径。在光照区域内，纳米二氧化钛能较好地吸收光线，提高了催化效率。复合二氧化钛材料是指将二氧化钛复合到另一种材料中，如氧化锌、氧化铜等，可以增强催化性能，同时还可以对催化剂的电子能级结构有所调整，改进催化剂在光催化中的性能。

此外，改进二氧化钛的制备方法也为提高其光催化性能提供了新途径。目前常使用的方法有溶胶-凝胶法、沉淀法和水热法等。溶胶-凝胶法是一种干燥和烧结过程多的制备方法，可控性较好，且可以制备出更细致的二氧化钛微粒，通常能够得到更高的催化性能。水热法是指以水为溶媒将反应物反应时制备二氧化钛的方法，该方法不需要多次烧结和洗涤，工艺简单，适用于制备较小颗粒的二氧化钛，并且可制备出不同形貌的二氧化钛粒子，如球形、链形、管状等。同时，进一步的表面修饰还可以加强二氧化钛的催化性能。

污水处理中二氧化钛光催化技术的研究

近年来，环境污染问题日益严重，其中水污染是一个比较突出的问题。随着人口增加和工业化进程的加快，污水处理的压力越来越大。为了解决这一问题，科学家们开发了许多种污水处理技术，其中二氧化钛光催化技术受到了越来越多的关注。

一、 什么是二氧化钛光催化技术

二氧化钛光催化技术是将二氧化钛作为催化剂，利用光的力量将有害物质转化为无害的物质。此技术通过紫外线或可见光来激发催化剂的分子，并在催化剂表面形成氢氧自由基和超氧自由基等活性物质，从而分解水中含有的有机物和硝酸盐、亚硝酸盐等有害物质。相比于传统污水处理技术，二氧化钛光催化技术具有处理速度快、效果好、操作简便等优点。

二、 二氧化钛光催化技术在污水处理中的应用

二氧化钛光催化技术在污水处理中的应用已经得到了广泛的研究。其中，其在处理水中难降解有机物、色度和异味，以及去除氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐等方面都取得了很好的效果。研究表明，当光照强度、二氧化钛颗粒的形状、大小、负电荷等条件适宜时，其处理效果会更好。

三、 二氧化钛光催化技术的前景

随着人们环境意识的提高和污染治理的需求，二氧化钛光催化技术的应用前景越来越广阔。未来，其可能会广泛应用于污水处理、空气净化、新型材料制备等领域，其在节能、环保、低碳等方面也具有非常大的发展前景。

四、 结语

二氧化钛光催化技术是一项非常先进的污水处理技术，其具有处理速度快、效果好、操作简便的优点，受到了越来越多的关注。未来，其应用前景也非常广阔，相信在科学家们的不懈探索下，其效果会越来越好，为人们营造更好的生活环境做出更大的贡献。

・５４・　材料导报　２００８年５月第２２卷专辑Ｘ　

纳米二氧化钛光催化剂研究进展　

于艳辉，哈日巴拉，徐传友，宋艳艳　

（河南理工大学材料科学与工程学院，焦作４５４００３）　

摘要　半导体光催化技术对多种有机物有明显的降解效果，具有广阔的应用前景，近年来，半导体光催化已成　

为光化学领域及环境保护领域中的研究热点之一。介绍了近年来国内外二氧化钛（　Ｆｉ０２）半导体光催化技术的研究　进展，主要涉及Ｔｉ０２光催化机理、高活性Ｔｉ０２光催化剂的制备与改性、Ｔｉ０２在环境保护中的应用等方面的研究，并　

指出以后的研究方向。　

关键词　纳米ＴｉＯ２光催化剂掺杂改性　中图分类号：ＴＱ１３４　１＋１　文献标识码：Ａ　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｎａｎｏ　ＴｉＯ２　Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ　

ＹＵ　Ｙａｎｈｕｉ，ＨＡＲＩ　Ｂａｌａ，ＸＵ　Ｃｈｕａｎｙｏｕ，ＳＯＮＧ　Ｙａｎｙａｎ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ　４５４００３）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｗｈｉｃｈ　ｕｔｉｌｉｚｅｓ　ａ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ａｓ　ｃａｔａｌｙｓｔ　ｈａｓ　ｏｕｔｓｔａｎｄ—　

ｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ．Ｉｔ　ｈａｓ　ｎＯＷ　ｂｅｃｏｍｅ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｐｕｌａｒ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｕｂｊｅｃｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　

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