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納米TiO2光催化氧化技術(shù)
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來(lái)源：公司官網(wǎng) 發(fā)布日期：2014-09-12 15:54:18 瀏覽次數：2077
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介紹了納米科技特別是納米TiO2光催化氧化技術(shù)和納濾膜技術(shù)的原理及其在水處理中的作用及應用方法，認為嶄新的納米水處理技術(shù)的應用已為期不遠。
納米科技研究在0.1～100 nm尺度范圍內物質(zhì)具有的特殊 性能及如何利用這些性能。廣義上，納米材料是指在三維空間中，至少有一維達 到納米尺度范圍或以它們?yōu)榛締卧鶚嫵傻牟牧?。納米材料在機械性能、磁、光、電、熱 等方面與普通材料有很大的不同，它具有輻射、吸收、催化、吸附等新特性。許多科學(xué)家研 究了納米材料的這些特性及其對水體中的某些污染物的作用，表明納米科技 可能將使水處理技術(shù)發(fā)生突破性的變化。
納米TiO2光催化氧化技術(shù)
1.1 原理和特點(diǎn)
自1976年J.H.Cary等人［2］報道了在紫外光照射下納米TiO2可以使難降解的 多氯聯(lián)苯脫氯以來(lái)，迄今已發(fā)現有數百種有機污染物可通過(guò)光催化處理。其作用原理［3］是，在紫外光照射下，納米TiO2表面會(huì )產(chǎn)生氧化能力極強的羥基自由基(·OH)，使水中 的有機污染物氧化降解為無(wú)害的CO2和水。納米TiO2光催化氧化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是： ①降解速度快，一般只需幾十分鐘到幾小時(shí)即可取得良好的廢水處理效果；②降解無(wú)選擇性 ，幾乎能降解任何有機物，尤其適合于氯代有機物、多環(huán)芳烴等；③氧化反應條件溫和，投 資少，能耗低，用紫外光照射或暴露在陽(yáng)光下即可發(fā)生光催化氧化反應；④無(wú)二次污染，有 機物徹底被氧化降解為CO2和H2O；⑤應用范圍廣，幾乎所有的污水都可以采用。
1.2 試驗研究情況
(1)有機磷農藥廢水處理。20世紀70年代發(fā)展起來(lái)的有機磷農藥占我國農藥產(chǎn)量的80%以上 ，其生產(chǎn)過(guò) 程中有大量的有毒廢水產(chǎn)生。目前對有機磷農藥廢水的處理多采用生化法，處理后廢水中有 機磷的含量仍然高達30 mg/L，迄今尚無(wú)理想的解決辦法。據報道［4］，采用納米TiO2*.SiO2負載型復合光催化劑，利用其光催化活性及高效吸附性，能使有機磷農藥在其 表面迅速富集，隨光照時(shí)間的延長(cháng)，有機磷農藥的光解率逐漸升高，光照80 min，試驗用敵 百蟲(chóng)已完全降解。
(2)毛紡染整廢水處理。把表面 涂覆有納米TiO2膜的玻璃填料填充于玻璃反應器內，通過(guò)潛水泵使廢水在反應器內循環(huán)進(jìn) 行光催化氧化處理［5］。由于納米TiO2具有巨大的比表面積，與廢水中的有機物 接觸更為充分，可將它們最大限度地吸附在其表面，并迅速將有機物分解成CO2和H2O， 處理效果優(yōu)于生物處理和懸浮光催化氧化處理，COD去除率和脫色率均較高。催化劑能連續 使用，不需要分離回收，便于工業(yè)應用。
(3)氯代有機物廢水處理。日本東京大學(xué)野口真用納米TiO2光催化劑與臭氧聯(lián)合進(jìn)行水 的凈化處理［6］。在模擬廢水處理的試驗中，以16 mg/L 3-氯-酚的水溶液為模 擬廢 水，分別采用納米TiO2光催化劑與臭氧聯(lián)合、單獨用光催化劑納米TiO2和單獨用O3三 種方法對其進(jìn)行處理。納米TiO2光催化劑與臭氧聯(lián)合處理2 h后，3-氯酚的殘留濃度已為0 ，效果明顯高于其他兩種方法。用內表面涂覆納米TiO2光催化劑的陶瓷圓管處理5.5 mg/ L苯酚和三氯乙烯水溶液的試驗表明，苯酚在1.5 h后完全分解，三氯乙烯也在2 h內完 全分解。
(4)含油廢水處理。含油廢水中所含的脂肪烴、多環(huán)芳烴、有機酸類(lèi)、酚類(lèi)等有機物 很難降解，使用納米TiO2，利用 其光催化降解功能，可以迅速地降解這些有機物［7］。
1.3 應用前景
納米TiO2光催化氧化技術(shù)在徹底降解水中的有機污染物和可以利用太陽(yáng)能等方面有著(zhù)突 出的優(yōu)點(diǎn)，特別是當水中的有機污染物濃度很高或用其他方法難以處理時(shí)，具有更明顯的優(yōu) 勢， 是其他傳統方法無(wú)法比擬的，尤其是近年來(lái)高效率的光催化劑、納米粒子負載和金屬摻雜、 光電結合的催化方法以及太陽(yáng)能技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，使納米TiO2光催化氧化應用于水處理領(lǐng) 域有著(zhù)良好的前景。目前，日本、美國、加拿大等國家已嘗試把納米TiO2光催化氧化技術(shù) 用于水處理，但大都處于實(shí)驗室研究階段，關(guān)于工業(yè)規模的應用開(kāi)發(fā)鮮有報道。如何盡快實(shí) 現工程化，有待各相關(guān)領(lǐng)域的研究人員進(jìn)一步努力。
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