TiO2固定化技术在水处理中的研究进展

第45卷第l6期2017年8月广州化工GuangzhouChemicalIndustryVo1．45No．16Aug．2017TiO2固定化技术在水处理中的研究进展刘永恒，李颖，朱丽丽，胡春迪，胡迪，杨朝旭，李英华(吉林化工学院资源与环境工程学院，吉林吉林132022)摘要：针对近年来光催化剂二氧化钛(Ti0：)的固定化技术在水处理方面的研究进展进行了比较详细的综述。通过对多种I司定化方法进行全面的介绍，以及传统负载用载体基础上发展出的新型载体的比较，展现了该技术最新的发展趋势。最后指出了固定化技术在实际应用中存在的一些问题，提出了光催化未来研究的方向与良好的应用前景。关键词：二氧化钛；固定化技术；载体；光催化中图分类号：X703．1文献标志码：A文章编号：1001—9677(2017)16—0017—03ResearchProgressonImmobilizationTechnologyforTiO2inWaterTreatmentLIUYong—heng，Ying，ZHULi—li，HUChun-di，HUDi，YANGZhao-xu，LIYirtg—hua(CollegeofResource&EnvironmentalEngineering，JilinInstituteofChemicalTechnology，JilinJilin132022，China)Abstract：Therecentstudyofimmobilizationtechnologyoftitaniumdioxide(TiO2)inwatertreatmentwasreviewed．Thedevelopmenttendencyofthistechnologywasshowedbyintroducingrelevantmethodsofimmobilization，comparingthetraditionalandneotericsupportedcarriersofTiO2．Theexistingproblemsinthisfieldwerefiguredout．Thefutureresearchdirectionandtheapplicationprospectswerealsoproposed．Keywords：titaniumdioxide；immobilizationtechnology；carrier；photocatalysis随着科学技术的逐步发展，人们生活水平的不断提高，在享受优质生活的同时不可避免排放大量污染物，导致严重的环境污染问题与生态问题。科学家们经过长期的研究，已经使得很多技术和方法在环境防治过程中得到了广泛应用。其中，光催化技术是一项新兴的污染物处理技术，使用的纳米二氧化钛(TiO，)是公认的最有效的光催化剂。Fujishima和Honda⋯早在1972年发现光照射TiO：可以发生水的氧化还原反应并释放出H2；1976年，John．H．Careyz利用TiO：作为催化剂，在光照条件下降解联苯和多氯联苯。TiO：的化学性质稳定、催化活性好、氧化能力强，且高效环保、操作简便、反应条件温和等优点，在空气净化和水处理等方面方面受到了极大的重视并得到了快速的发展。但目前仍然存在很多技术难题，如粉末状的TiO分离回收困难，限制了其应用，因此固定化技术的研究对其实际应用具有非常重要的意义。1光催化原理TiO：光催化原理如图I所示，当半导体吸收阈值低于光子能量的光照射TiO的时候，TiO的价带电子便发生跃迁，且是从价带跃迁到导带，于是产生了空穴。在纳米颗粒表面的溶解氧在这个时候会与电子结合形成超氧负离子，而氢氧根离子在与空穴结合后和水氧化成氢氧自由基。超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性，会将绝大多数的有机物氧化至没有污染的CO和HO，甚至能对一些无机物彻底分解J。图1TiO2光催化机理Fig．1MechanismofTiO2photocatalysis为了提高光催化效率，克服悬浮相的TiO：在实际应用中回收难的缺点，目前很多研究者致力于固定化技术的研发。该技术的关键就是寻找最佳的固定化方法和合适的催化剂载体。2Ti02固定化方法2．1溶胶一凝胶法溶胶一凝胶法通常是用钛的无机盐(如TiC1)或钛酸酯类(如钛酸丁酯)作为制备原料，将其溶于无水乙醇中，再在一定条件下加入到中强酸水溶液中，然后在搅拌的情况下制得第一作者：刘永恒(1993一)，男，本科生，主要从事固定化技术的实验与研究。通讯作者：李英华(1972一)，女，主要从事环境催化方面的研究与应用。182017年8月TiO，溶胶。之后根据不同的载体再使用不同的工艺进行膜的制备。此方法使用较为广泛且效果较好。朱新峰和王卫东等人都采用这种方法首先制备了TiO：溶胶。前者使用浸渍法将粉煤灰分离