非金属纳米矿物材料负jijijijijiji载TiO_2在污水处理中.pdf

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1、2011年第1期中国非金属矿工业导刊总第87期【环境工程】非金属纳米矿物材料负载TiO2在污水处理中的研究进展李杰，强颖怀，丁家伟（中国矿业大学材料学院，江苏徐州221116）【摘　要】非金属矿物以其特殊的纳米结构和形态成为纳米TiO2的理想光催化载体。本文综述了非金属纳米矿物/纳米TiO2复合光催化剂在污水处理中的研究和应用，重点介绍了非金属纳米矿物载体及其种类、负载工艺等的研究现状及发展趋势。【关键词】非金属纳米矿物材料；纳米TiO2；光催化剂；复合材料【中图分类号】X703【文献标识码】A【文章编号】1007-9386(2011)0

2、1-0038-04ResearchProgressofNon-metallicMineralsNano-materialsLoadingNano-TiO2onSewageTreatmentLIJie,QIANGYing-huai,DINGJia-wei(DepartmentofMaterialsEngineering,ChinaUniversityofMiningAndTechnology,Xuzhou221116,China)Abstract:Non-metallicmineralswerephotocatalyticidealvect

3、orofnano-TiO2becauseofnanostructurecharacter.Inthispaper,thestudyandapplicationofcompoundmaterialsconsistingofnano-TiO2weresystematicallysummarizedonsewagetreatment.Andthepresentsituationwasmainlyintroducedwiththekindsofnon-metallicminerals'carrier,theloadingwayandthetend

4、ency.Keywords:non-metallicmineralnano-materials;nano-TiO2;photocatalyst;compositematerials纳米材料自从诞生以来对各个领域的影响和渗透机物的性质，有效增加污染物和催化剂的接触面积，[4]一直受到世界各国科学界的极大关注。1987年美国提高光催化的效率。本文对近几年来非金属纳米矿[1]人Siegel成功制备了纳米TiO2，自此半导体光催化物材料负载纳米TiO2复合光催化剂在污水处理中的研材料开始了纳米领域的研究。其中纳米TiO2因其具有究及应用进行介绍。

5、极高的催化活性、很好的热稳定性、较强的耐腐蚀1非金属纳米矿物材料及其载体功能性，且无毒无害、无二次污染等特征，成为科研工作1.1非金属纳米矿物材料的定义者研究和开发纳米光催化剂中最主要的一种催化剂。非金属纳米矿物材料，系指利用矿物颗粒在三维[2]TiO2属于N型半导体，当紫外光辐射纳米TiO2后，空间内至少有一维是在0.1～100nm范围内或矿物材纳米TiO2的价电子被激发进入导带，从而价带上会产料自身就包含有相应尺度空间的颗粒尺寸，包括通过生光致电子并同时在导带上产生空穴。在电场作用下一系列相关加工工艺处理所制备的非金属矿物材料称[3]

6、[5]两者分别向TiO2粒子的表面迁移，与吸附在表面的其为非金属纳米矿物材料。+O2和H2O作用，形成H、HO·等活性中心，进而发1.2非金属纳米矿物材料的分类和特征生氧化反应。但是TiO2是宽带隙半导体(禁带宽度为非金属纳米矿物材料的种类繁多，性能和结构各3.2eV)，主要对波长小于350nm的紫外光才有吸不相同，可利用和改造的潜力巨大，具有旺盛的生命收，此外还存在光生电子—空穴对寿命短、光催化过力，特别是在复合材料的制备中，它能按要求制备出程量子效率低、易团聚和回收分离困难等缺点。因而达到某种特定功能的材料，且大幅度降低材料的成[6]

7、增强纳米TiO2的光吸收性能和固定化成为该研究领域本。归纳起来主要包括3类：天然纳米矿物材料、的热点。非金属纳米矿物材料因其特殊的结构而具有合成纳米矿物材料和复合纳米矿物材料。较大的比表面积、稳定的化学性质、较强的吸附性能非金属纳米矿物材料都具有明显的纳米结构特等特点，可作为纳米TiO2的理想固定载体，不但可以征，主要包括：①纳米孔径结构；②纳米层间距离结将纳米TiO2固定负载，而且可以利用矿物材料较高的构；③纳米网孔状结构；④纳米纤维、纳米丝、纳米离子交换及吸附能力增强纳米TiO2粒子的亲水和亲有【基金项目】中国矿业大学科技专项基金资助

8、(ZK0005)。38李杰等：非金属纳米矿物材料负载TiO2在污水处理中的研究进展[7]棒状结构；⑤纳米颗粒结构。15mg/L的罗丹明B的去除率达95%。1.3非金属纳米矿物材料的载体功能(2