- 上一篇：钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的制备及改性研究
- 下一篇：铝镁复合结构焊接与质量控制
一直以来我国水环境都面临着水资源短缺、水体污染和洪涝灾害等诸多方面的压力。而且水体污染使得水资源短缺越发严重，水生态环境的破坏促使洪涝灾害频频发生。据1999年《中国环境状况公报》显示，最近几年我国的主要湖泊、七大水系、近岸海域和部分地区的地下水资源受到了不同程度的污染。河流主要以有机污染为主要污染，其中主要污染物是氨氮、挥发酚和高锰酸盐等；湖泊主要以富营养化为特征，主要污染指标为总氮、总磷、高猛酸盐指数和化学需氧量等；而近岸海域的主要污染指标为重金属、活性磷酸盐和无机氮。这些因素一起构成了水环境问题，而且由于这些因素使得水环境问题具有了影响范围广，治理难度大，危害严重等特征。
目前我国水资源污染十分严重，我国工业发展想要取得发展要从低成本、高效率环境净化方案入手，也是中国经济乃至世界经济持续发展的必由之路。国内外有报道了很多关于光催化分解水的研究，由于半导体光催化氧化的反应体系在光催化条件下能够将吸收的光能转变为化学能，因此使很多在正常情况下比较难实现的反应能够在相对温和的条件下可以发生并且顺利的进行;而且在有光催化剂存在的时候，可以利用太阳光和空气直接的把很多种类的有机污染物分解成一些无机小分子。光催化技术特别适用于一些其他的污水处理技术难以有效处理的高毒性、低浓度及难降解有机污染物的净化处理，其具有独特的优势。所以，研究并发展新型高效的染料废水处理技术是目前废水处理技术的发展方向。
1972年，Fujishima等人发现在光辐射的TiO2半导体电极和金属电极所组成的电池中，可持续发生水的氧化还原反应并产生H2。这一发现有着相当重大的意义，它表明了通过半导体电极，能够把光能转化为化学能。所以从那时起，来自物理、化学、材料等诸多领域的科学家围绕着太阳能的储存、转化和光化学合成进行了大量的研究，并探索该过程的原理，从而致力提高光催化效率。并以此为契机，开始了多相光催化研究的新纪元。
具有光催化活性的半导体的光催化技术在降解有机污染物方面的研究越来越多。能克服传统氧化技术的高耗能，操作复杂而且氧化程度不彻底的缺点，最终能将有机污染物降解成为污染程度较小甚至无污染的小分子物质是该项技术最突出的优点。许多降解难的有机污染物在用该方法处理后污染程度大幅度降低，并且没有二次污染。故其在处理有机成分复杂的难降解废水方面有着难以估量的现实意义。
1.2 光催化技术的应用
从光催化现象发现至今，光催化剂主要应用于两个方面，即环境保护领域中污染物的处理以及能源领域中对水进行光催化裂解制氢，此外光催化还具有杀菌的效果。其具体如下：
(1) 有机污染物的光催化降解
有机污染物的光催化降解包括气相条件下有机污染物的光催化降解和液相条件下有机污染物的光催化降解这两种情况。气相条件条件下光催化降解有机物的种类：①含氯有机物；②含氮有机；③链烃；④含氧有机物；⑤含硫有机物：⑥芳香族有机物物。液相条件下光催化降解有机物的种类：①表面活性剂；②含油废；③卤代有机化合物；④农药；⑤水燃料。
(2) 无机污染物的处理
无机光催化主要包括无机阴离子的光催化和金属离子的光催化。金属离子的光催化还原主要可以去除Hg2+、Ag+、Pb2+、Cr6+等金属离子；而光催化氧化则可以去除Pb2+、Mn2+等金属离子。光催化可以降解的无机污染物主要类型有 NO2－、S2－、CN－、NO、N02等。由此可以说明，利用光降解来处理环境污染的实际应用已经逐渐成为了半导体光催化技术的一个重要研究领域。