纳米TiO_2光催化氧化处理糠醛废水的研究

TiO2结合纳米光催化治理甲醛的研究【摘要】笔者首先介绍了目前室内空气污染的现状，后重点分析了甲醛污染物的来源及对人体的危害。

分析了目前主流的各种处理技术：吸附过滤净化技术、新型等离子体技术、臭氧技术及光催化技术并系统的分析了其各自优缺点。

光催化技术是经济可行，效率高、副危害系数小的处理技术。

TiO2结合纳米光催化技术在处理甲醛方面具有不可忽视的良好效果，是具有良好发展前景的处理技术。

【关键词】TiO2 甲醛纳米光催化1室内空气状况随着社会经济的发展以及人们生活水平的提高，环境保护越来越受到人们的关注。

虽然大气污染物主要存在于室外，但是由于人们长期生活在室内空间。

因此人们主要受到源于室内的空气污染。

目前城市空气中的年平均浓度大约是0.005mg/m3-0.012mg/m3之间，通常不超过0.03mg/m3。

目前室内甲醛的来源一是来自于燃料的不完全燃烧，二是来自装饰材料及家用化学品、建筑材料的释放。

其中室内装饰材料及家具的污染是目前造成室内空气污染的主要来源。

油漆、胶合板、泡沫填料、内墙涂料、塑料贴面等装修材料中含挥发性有机化合物高达350多种。

由于甲醛与其它树脂具有较强的粘合性特性，同时还具有加强板材的强度及防虫、防腐的功能。

因此目前装修用人造板大多使用以甲醛为主要成分的脲醛树脂作为胶粘剂。

板材中残留以及未参与反应的甲醛会逐渐向外界环境释放是形成室内空气中甲醛污染的主要渠道与来源。

日常生活用品如：消毒剂、液化石油气、清洗剂等也是室内甲醛污染的途径。

另外室内有机物污染对人体健康的影响主要为以下3种：气味等感觉效应；粘膜刺激及基因毒性；致癌性。

2室内空气污染净化技术为了改善室内空气质量，创造健舒适健康的室内生活环境。

目前已发展了多种空气净化技术用来去除室内空气中的颗粒物、微生物和气体污染物。

下面就其中主要技术简单介绍一下。

（1）吸附过滤净化技术：属于物理处理方法。

针对室内pmx物质主要采用静电除尘、机械过滤以及离子除尘等技术进行处理。

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。

纳米二氧化钛光催化及其在污水处理与分析检测中的应用研究【摘要】：以太阳能化学转换和储存为主要背景的半导体光催化特性的研究始于1917年，1972年Fujishima和Honda在Nature杂志上发表了TiO_2电极光分解水的科研成果，标志着光催化新时代的开始。

之后，来自化学、物理、材料等领域的学者围绕太阳能的转化和储存，探索多相光催化过程的原理，致力于提高光催化效率，并拓展其应用领域。

至今，光催化已经渗透到材料、能源、环保、医学、卫生和分析检测等多个领域，成为当今科学研究中的一大热点。

但直到目前，纳米二氧化钛光催化机理还不十分清晰，纳米氧化物光催化性能的评估标准也有待于建立。

本论文制备了纳米二氧化钛薄膜和粉体材料，在研究其光催化机理的基础上，拓展了其在污水处理和分析检测中的应用。

全文共分五个部分：Ⅰ绪论(第一章)本章分为纳米材料、纳米二氧化钛材料的结构与性能、纳米二氧化钛材料光催化机理的研究和纳米二氧化钛材料光催化的应用四个部分。

简要综述了纳米材料的特性，在此基础上着重综述了纳米二氧化钛的微观结构与其紫外屏蔽性能、光催化性能、随角异色效应和超表面双亲性等重要特性；详细综述了纳米材料光催化过程的原理、影响因素及提高光催化活性的可行性生手段；对纳米二氧化钛材料光催化技术在有机物降解、无机物处理，杀灭微生物、分析测试中的应用也进行了详细综述。

ⅡTiO_2薄膜与粉体材料的制备与表征(第二章)本章分别采用溶胶-凝胶法、阴极电沉积法和纳米粉体材料直接涂布法制备了三种纳米TiO_2薄膜。

实验结果表明，溶胶-凝胶法和阴极电沉积法都具有仪器简单，操作便易，成膜稳定，晶型易控制且都具有较好的光透性能等特点，其中，溶胶-凝胶法可以制备较厚的膜，因而具有更宽的适用范围。

但因两者薄膜所含纳米材料较少，表面积有限，光催化速度受到很大限制。

纳米粉体材料直接涂布法则弥补了此方面的不足，通过PC-08丙醋胶乳将纳米材料低温粘附于球形分子筛表面，具有较高的稳定度并保持了原有纳米材料的晶型结构，表现出较高的光催化活性，适用于污水处理。

《工业废水处理中纳米TiO2光催化技术的应用》篇一一、引言随着工业化的快速发展，工业废水排放量日益增加，其中含有大量的有毒、有害物质，对环境和人类健康造成了严重威胁。

传统的废水处理方法往往存在处理效率低、二次污染等问题。

因此，开发高效、环保的废水处理方法成为当前研究的热点。

纳米TiO2光催化技术因其高效、无二次污染等优点，在工业废水处理中得到了广泛应用。

本文将详细介绍纳米TiO2光催化技术在工业废水处理中的应用及其优势。

二、纳米TiO2光催化技术概述纳米TiO2光催化技术是一种利用纳米级二氧化钛（TiO2）在光照条件下，通过光激发产生电子-空穴对，进而与水、氧气等发生反应，产生强氧化性的羟基自由基（·OH）和超氧自由基（·O2-），从而将有机物分解为无害物质的技术。

纳米TiO2具有较高的光催化活性、化学稳定性好、无毒等优点，因此在废水处理中具有广阔的应用前景。

三、纳米TiO2光催化技术在工业废水处理中的应用1. 染料废水处理：染料废水中含有大量的有机染料和重金属离子，对环境造成严重污染。

纳米TiO2光催化技术可以有效降解染料废水中的有机物和重金属离子，提高废水的可生化性，降低后续处理的难度。

2. 石油化工废水处理：石油化工废水中含有大量的难降解有机物，如芳香烃、烷烃等。

纳米TiO2光催化技术可以有效地将这些有机物分解为低分子量化合物或无机物，降低废水的毒性。

3. 制药废水处理：制药废水中含有大量的有机溶剂、药物残留等有害物质。

纳米TiO2光催化技术可以有效地去除这些有害物质，降低废水的污染程度。

4. 其他应用：除了上述应用外，纳米TiO2光催化技术还可以应用于电镀废水、印刷废水、制浆造纸废水等各类工业废水的处理。

四、纳米TiO2光催化技术的优势1. 高效性：纳米TiO2光催化技术可以在较短的时间内将有机物分解为无害物质，提高废水处理效率。

2. 无二次污染：纳米TiO2光催化技术在降解有机物的过程中，不产生二次污染，对环境友好。

纳米二氧化钛光催化及其在污水处理与分析检测中的应用研究纳米二氧化钛光催化及其在污水处理与分析检测中的应用研究近年来，随着环境污染问题的日益严重，人们对污水处理和分析检测技术的需求也越来越迫切。

纳米材料作为一种新兴材料，在环境领域的应用中引起了广泛关注。

其中，纳米二氧化钛具有良好的光催化性能，被广泛应用于污水处理和分析检测中。

纳米二氧化钛（TiO2）是一种稳定且无毒的化学材料，其晶体结构具有大量表面电荷和活性位点，能够捕获阳光中的光子能量，并将其转化为化学能。

纳米二氧化钛的光催化性能是通过其独特的能带结构所实现的。

当纳米二氧化钛被激发后，电子从价带跃迁到导带，产生电子-空穴对。

这些电子-空穴对能够参与不同类型的反应过程，如氧化、还原、酸碱中和等，进而分解有机物和杀灭有害微生物。

在污水处理方面，纳米二氧化钛光催化技术可以有效降解有机物和去除重金属离子。

纳米二氧化钛的光催化活性能够在短时间内迅速分解有机物，包括污水中的有机染料、化学污染物和抗生素等。

此外，纳米二氧化钛还能够吸附并去除重金属离子，如铅、镉、铜等，从而提高污水的净化效果。

纳米二氧化钛的高光催化活性和低成本使其成为一种理想的污水处理材料。

在分析检测中，纳米二氧化钛光催化还可以用于有机物的富集和分离。

通过将纳米二氧化钛与目标有机物结合，可以实现其在复杂样品中的高效富集和分离。

纳米二氧化钛的强氧化性和选择性吸附性有助于高效分离目标有机物，并能够将其富集到可检测的浓度范围。

此外，纳米二氧化钛还可以结合其他分析技术，如气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用等，实现对目标有机物的快速、灵敏和准确的分析检测。

然而，纳米二氧化钛在应用过程中也存在一些问题和挑战。

首先，由于纳米二氧化钛的同质性使其在光催化过程中易发生自相屏蔽效应，限制了其在大规模污水处理中的应用。

其次，纳米二氧化钛的粒径和形状对其光催化性能和稳定性有着重要影响，因此制备高活性和高稳定性的纳米二氧化钛仍然是一个挑战。

纳米二氧化钛在污水处理中的应用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、高活高等优点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，在污水处理等方面的应用受到广泛关注，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、分解为CO2、H2O及其它无机小分子物质，从而减少对环境的污染。

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。

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 %。

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含氰废水的可能性。

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、偶氮基团等物质。

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，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；肖俊霞等也研究了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。

《纳米二氧化钛光催化及其在污水处理与分析检测中的应用研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重，其中水污染问题尤为突出。

纳米二氧化钛（TiO2）作为一种具有优异光催化性能的材料，在污水处理和分析检测领域具有广泛的应用前景。

本文将重点研究纳米二氧化钛的光催化性能及其在污水处理和分析检测中的应用。

二、纳米二氧化钛光催化原理纳米二氧化钛光催化是一种利用光能驱动的化学反应过程。

当纳米二氧化钛受到光照时，其表面会产生电子-空穴对，这些电子和空穴具有很强的还原和氧化能力，可以与吸附在表面的物质发生反应，从而实现对有机污染物的降解和无机物质的还原。

三、纳米二氧化钛在污水处理中的应用1. 去除有机污染物：纳米二氧化钛光催化技术可以有效降解水中的有机污染物，如染料、农药等。

通过光催化反应，这些有机污染物被分解为无害的小分子物质，从而达到净化水质的目的。

2. 去除重金属离子：纳米二氧化钛还可以与水中的重金属离子发生反应，将其还原为无害的金属单质或沉淀物，从而降低水中的重金属含量。

3. 污水处理工艺优化：纳米二氧化钛的加入可以改善传统污水处理工艺的效率，降低能耗和化学药剂的使用量，具有显著的环保效益。

四、纳米二氧化钛在分析检测中的应用1. 生物检测：纳米二氧化钛具有较高的比表面积和优异的生物相容性，可用于生物分子的固定和检测。

例如，将纳米二氧化钛与生物分子结合，制备成生物传感器，用于检测病毒、细菌等生物分子。

2. 化学检测：纳米二氧化钛的光催化性能可用于化学物质的检测。

通过光催化反应产生的信号变化，可以实现对化学物质的定量分析。

这种方法具有高灵敏度和高选择性，可用于环境监测、食品安全等领域。

3. 材料分析：纳米二氧化钛还可以用于材料表面的分析和表征。

例如，利用其光催化性能和光学性质，可以研究材料表面的化学成分、结构和形态等特征。

五、结论纳米二氧化钛光催化技术作为一种新兴的环保技术，在污水处理和分析检测领域具有广泛的应用前景。

《工业废水处理中纳米TiO2光催化技术的应用》篇一一、引言随着工业化的飞速发展，工业废水成为了亟待解决的环境问题之一。

由于废水含有大量有害物质和重金属元素，如果直接排放，将给环境带来极大的破坏和污染。

而纳米技术的快速发展为工业废水处理提供了新的可能。

其中，纳米TiO2光催化技术在工业废水处理中的应用显得尤为重要。

本文将探讨纳米TiO2光催化技术在工业废水处理中的应用及其优势。

二、纳米TiO2光催化技术概述纳米TiO2光催化技术是一种利用纳米级二氧化钛（TiO2）在光照条件下催化降解有机污染物的新型技术。

由于纳米TiO2具有较高的光催化活性、无毒、成本低等优点，因此被广泛应用于环境保护、水处理等领域。

三、纳米TiO2光催化技术在工业废水处理中的应用1. 原理：在光照条件下，纳米TiO2吸收光能，产生电子-空穴对，这些电子-空穴对具有极强的氧化还原能力，能够将有机污染物分解为无害的小分子物质。

2. 实际应用：（1）染料废水处理：染料废水中含有大量有机染料和重金属离子，利用纳米TiO2光催化技术可以有效降解染料分子，去除重金属离子。

（2）农药废水处理：农药废水中含有大量有机农药和有毒物质，纳米TiO2光催化技术可以将这些有机物降解为低毒或无毒的小分子物质。

（3）油类废水处理：利用纳米TiO2光催化技术可以有效去除油类废水中的油脂和有机物。

四、纳米TiO2光催化技术的优势1. 高效性：纳米TiO2光催化技术具有极高的氧化还原能力，能够有效降解各种有机污染物。

2. 无害性：纳米TiO2无毒、无二次污染，对环境友好。

3. 广泛性：纳米TiO2光催化技术适用于各种类型的工业废水处理，如染料废水、农药废水、油类废水等。

4. 节能性：该技术利用太阳能作为光源，具有节能环保的优点。

五、结论与展望纳米TiO2光催化技术在工业废水处理中具有广泛的应用前景和巨大的潜力。

其高效、无害、广泛和节能等优点使得该技术在环境保护领域中占据重要地位。

改性纳米TiO2光催化剂处理废水1 引言高级氧化水处理技术(Advanced Oxidation Processes (AOPs) ) 基于原位产生的高活性短暂物种(如H2O2、·OH、·O2－和O3等) 的原理，可矿化难降解水中绝大多数有机污染物、病原体和消毒副产物等［1，2］，是能够提供洁净且消毒水源的创新性水处理技术。

在众多的AOPs 中，使用二氧化钛(TiO2) 半导体催化剂的多相光催化技术表现出高效快速的降解能力，该技术可将众多难降解有机污染物分解成生物可降解物质或矿化成无毒的CO2和H2O ［3，4］。

但迄今为止，将TiO2催化剂用于水处理仍存在一系列技术挑战。

如TiO2细小的颗粒尺寸、较大的比表面积和表面能使其在操作过程中易于凝聚使传质过程减缓。

本文综述了近几年改性TiO2光催化水处理技术研究所取得的进展及其面临的瓶颈问题。

2 TiO2光催化反应机理以光化学和光物理为基础的TiO2半导体催化剂已有众多报道［5，6］。

半导体的基本能带结构是：由一个充满电子的低能价带(valence band，VB) 和一个空的高能导带(conduction band，CB) 构成，价带和导体之间由禁带分开。

当用高于或等于TiO2带隙(通常锐钛矿3．2 eV，金红石3．0 eV) 的光能量(λ＜ 400nm) 照射其表面时，孤电子在飞秒时间内被光激发至TiO2导带，光激发产生一个未充满的价带，从而形成电子－空穴对(e-/h+) ［7，8］。

根据光子同催化剂和吸附物质作用方式的不同，催化反应可以分为敏化光反应(sensitized photoreaction) 和催化光反应(catalyzedphotoreaction) ，其实质就是电荷的转移方向不同，敏化光反应中生成的e-/h+从催化剂流向吸附分子，而催化光反应电荷流动方向正好相反［9，10］。

3 TiO2光催化剂的改性方法实际的晶体都是近似的空间点阵结构，总有一种或几种结构上的缺陷。

《工业废水处理中纳米TiO2光催化技术的应用》篇一一、引言随着现代工业的迅猛发展，工业废水处理问题已成为环保领域面临的一大挑战。

传统处理方法在面对日益复杂的废水组成时显得捉襟见肘，寻找更高效、环保的废水处理技术势在必行。

近年来，纳米TiO2光催化技术以其独特的光催化特性，在工业废水处理领域展现出了广阔的应用前景。

本文将就纳米TiO2光催化技术的原理、应用现状及在工业废水处理中的具体实践等方面进行探讨。

二、纳米TiO2光催化技术原理纳米TiO2光催化技术是利用纳米级二氧化钛（TiO2）的光催化性能，在光照条件下对有机物进行氧化还原反应，从而达到降解污染物的目的。

当纳米TiO2受到大于其禁带宽度的光子照射时，会产生光生电子和空穴对，这些电子和空穴与吸附在催化剂表面的氧和水反应，生成具有强氧化性的羟基自由基（·OH）和超氧自由基（·O2-），这些自由基能够无选择性地与有机污染物发生反应，最终将其降解为无害的二氧化碳和水等小分子物质。

三、纳米TiO2光催化技术在工业废水处理中的应用现状随着科技的发展，纳米TiO2光催化技术在工业废水处理中的应用越来越广泛。

其优点包括反应条件温和、无二次污染、可循环利用等。

目前，该技术已广泛应用于染料废水、农药废水、油类废水等各类工业废水的处理中。

具体而言：1. 染料废水处理：由于染料废水含有大量有机色素，传统的处理方法往往难以将其完全去除。

采用纳米TiO2光催化技术，能够有效降解染料废水中的有机色素，提高废水的可生化性。

2. 农药废水处理：农药废水中含有大量的有机磷和有机氯等有毒物质，对环境危害极大。

纳米TiO2光催化技术能够快速降解农药废水中的有毒物质，降低其环境风险。

3. 油类废水处理：油类废水通常难以通过传统的物理化学方法完全去除。

纳米TiO2光催化技术能够有效地将油类物质分解为小分子物质，从而达到净化水质的目的。

四、纳米TiO2光催化技术在工业废水处理中的实践应用在实际应用中，根据废水的性质和成分，可以通过多种方式提高纳米TiO2光催化技术的效率。