2.2.3 光催化实验 14

结果与讨论 15

3.1 产品的晶体结构 15

3.2 TEM观察 15

3.3 紫外-可见吸收光谱 17

3.4 光催化活性 17

3.5 增强光敏机制 20

实验结论 22

致谢 23

参考文献 24

绪论

1.1 研究背景

对于人类和各种生物而言，水是十分重要的资源，水孕育了地球上所有的生命。然而自从工业以来，随着社会的发展，生产力的提高，社会经济显著提升，人口数量急剧增长和人类生活水平的提高，人类对环境的污染也越来越严重，其中对水环境的污染和破坏尤为严重，己经成为当今的最严重的环境问题之一，这严重威胁着人类的生存和发展。因此，世界各国都在积极发展水污染处理技术，而光催化氧化技术作为一门新兴的技术受到了许多学者的青睐于研究。与传统的水处理方法相比之下，光催化氧化技术具有能源消耗低、实验操作简单、反应条件温和、没有二次污染，降解效率高等非常优异的特点，引起了各国研究人员的广泛关注与研究。

目前我国的水资源污染非常的严重，但是我国工业发展又需要大量的水资源，想要取得可持续的发展就需要从成本低、效率高的环境净化方案入手以减缓我国水资源短缺的问题，这也是不仅是中国经济甚至世界经济可持续发展的必经之路。有关光催化分解水污染的研究报道国内外有很多，由于半导体光催化氧化的反应体系能在光催化条件下，能将吸收的光能直接转变为化学能的特性，所以使许多在通常情况下难以实现的反应，能在比较温和的条件下便可得以发生并顺利进行。而且在光催化剂存在的情况下，利用太阳光和空气可直接把许多有机污染物降解为一些无毒无害的小分子无机物。光催化氧化技术尤其适用于一些其他污水处理技术难以有效发挥效果的有机污染物的深度净化处理，例如浓度低、毒性高、降解困难有机污染物，具有独特的优势。因此，研究并发展新型高效的污染废水处理技术是目前的当务之急。论文网

随着光催化氧化技术的崛起和发展，人们对半导体光催化技术的深入研究，在对有机污染物的降解方面也有了更进一步了解。这项技术在对环境污染，尤其是对水污染的治理有着不可估量的意义。光催化技术的不断优化，使其解决了一些传统氧化技术的普遍缺点，实现了低耗能，操作简便以及氧化完全的全面优化。通过光催化氧化技术对一些难降解的有机污染物进行处理后，其污染程度明显得到了大幅度的降低。利用其在对污染的治理与控制方面有着极大的成效。由于光催化技术能将有机污染物降解为对环境污染小的小分子颗粒的特性，这让更多的人看到了光催化氧化技术在污水治理方面有着难以估计的应用前景。近十几年来，人们对环境污染越来越重视，都在积极的寻找高效便捷的治理方法。由于光催化氧化技术的普及与其对污染的治理能力，用光催化氧化技术来处理水污染得到了极为广泛研究，现已成为了重点的研究方向。

虽然光催化氧化技术在环境净化，污染降解领域极富有吸引力和发展潜力，但是还尚不能实现大规模的应用，其核心问题是对太阳能的低利用率以及低光催化效率。目前国内外半导体光催化材料的主要研究材料集中于TiO2基纳米材料[1]。但是由于TiO2带隙较宽(3.2eV)，它仅能吸收太阳光中4%左右的紫外光，对太阳能的利用率较低，这给实际的应用带来了很大局限性[2, 3]。然而太阳光的主要能量集中在了400～700nm的可见光，可达到太阳光总能量的43%。因此，研制可见光响应的光催化剂是提升太阳能的利用率，并且最终实现光催化氧化技术大规模产业化应用的关键。它可以直接利用太阳能这种清洁的绿色可再生型能源通过光催化技术对环境污染问题进行治理，不再需要消耗日益紧张价格高昂的化石能源等不可再生资源。由于近些年来环境污染问题得到了人们越来越多的关注，因此，半导体光催化技术得到了空前的发展，特别是其对污染的治理和降解有着非常好的效果。可以将污染物降解为污染较小甚至无污染的小分子颗粒，并且无二次污染。由此，光催化氧化技术成为了人们重点研究的新方向，这项技术具有非常巨大的研究潜力和良好的应用前景，对全世界的污染处理技术方向有着极大地影响。