纳米tio2光催化降解水中有机物机理研究进展

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1、http://www.hxtb.org化学通报2003年第66卷w10纳米TiO2光催化降解水中有机物机理研究进展*朱馨乐谢一兵李萍沈迅伟袁春伟(东南大学生物科学与医学工程系分子与生物分子电子学教育部重点实验室南京210096)摘要综述了以TiO2为例的纳米非均相光催化降解水中有机物反应机理的研究进展情况以及可降解的有机污染物的种类重点介绍了有机污染物催化降解机理光催化氧化过程中基本官能团的转化规律和复杂化合物的易氧化断裂位点最后提出了光催化降解领域内机理研究方面尚待解决的问题关键词TiO2非均相光催化降解机理官能团ResearchProgre

2、ssintheMechanismofNano-photocatalyticDegradationofOrganicsinWater*ZhuXinle,XieYibing,LiPing,ShenXunwei,YuanChunwei(TheKeyLaboratoryofMolecularandBiomolecularElectronicsofMinistryofEducation,DepartmentofBiomedicalEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096)AbstractRecentres

3、earchprogressintheheterogeneousnano-titaniumdioxidephoto-catalyticdegradationoforganicsinwaterwasreviewed.Particularly,thedegradationmechanismofmajorcontaminantsandthetransformationofbasicfunctionalgroupstogetherwiththeeasilyoxidizedbreakpointofcomplexcompoundswereintroduced

4、.Moreoverproblemstoberesolvedinthefieldofphoto-catalyticmechanismwereproposed.KeywordsTitaniumdioxide,Heterogeneousphase,Photo-catalysis,Degradationmechanism,Functionalgroup现代新型产业的迅猛发展和人民生活水平的不断提高使排放的难分解有机废水急剧增加有限的水资源受到严重的污染各国政府一方面制定措施严控污水的排放质量和标准另一方面纷纷投入巨资用于水资源净化材料及污水治理技术的研

5、究开发废水处理技术根据处理方式的不同可分为三类物理处理(活性炭膜技术)生物降解和化学处理当净化高度污染的农业工业污水物理法无能为力时一些生物方法通常优先考虑生物法技术日趋成熟且费用较低但此法对有毒物质敏感会导致微生物废水降解组织失活而采用化学方法处理时虽然可以通过化学反应改变污染物的化学本性使其转化为无害的或可分离的物质但在方法上存在着不可避免的二次污染问题近年来逐渐发展起来的高级氧化技术克服了上述方法的不足之处目前广泛研究与应用的AOPs包括光化学降解(UV/O3UV/H2O2)光催化(TiO2/UV)和化学氧化过程(O3O3/H2O2*朱馨

6、乐女30岁博士生现从事纳米光催化降解有机物机理的研究工作联系人E-mail:cwy@seu.edu.cn江苏省高校高新技术产业化资助项目(JH01-010)2002-06-10收稿2002-10-15修回http://www.hxtb.org化学通报2003年第66卷w102+H2O2/Fe)在此类技术中非均相纳米光催化法作为非生物技术去破坏和矿化多种有机污染物因其处理周期短降解较为完全反应条件温和在水和废水处理方面取得了突破性的进展为解决复杂高分子及有毒有害污染物的处理开辟出新的研究领域[1]纳米光催化技术追溯于1972年Fujishima等

7、发现了水在TiO2单晶电极的光照射下会分解为氧和氢的现象同时他们还发现水中的一些微量有机物也被降解掉了从而激发了世界各国科研工作者研究从水中获取氧的工作最早清楚地认识和应用半导体光催化作为水净化方法是美国的科学家Ollis和他的同事于1983年研究TiO2光催化矿化氯代烃污染物开始的很快MatthewsBarbeni和Okamoto分别用TiO2光催化氧化氯苯氯代苯酚苯酚,证实了半导体光[2]催化非局限于脂肪族化合物同样也适用于芳环化合物自此在世界范围内展开了对TiO2光催化降解水中有机污染物的广泛的研究经过几十年来世界各国科学家的努力纳米光催

8、化降解废水技术已日趋成熟目前正处于由实验室向产业化转化阶段笔者所在研究室在上世纪90年代后期开始研究这项技术领域涉及粒子的制[3,4][5,6][7]