納米二氧化鈦?zhàn)鳛橐环N重要的光催化材料，由于具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、高活高等優(yōu)點(diǎn)
1972年，日本學(xué)者Fujishima和Honda在《Nature》上報(bào)道了在n型半導(dǎo)體TiO2單晶電極上光致分解H2O產(chǎn)生H2和O2的現(xiàn)象，這一報(bào)道使得半導(dǎo)體光催化氧化還原技術(shù)，在污水處理等方面的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注，并得到了迅速發(fā)展。大量研究證實(shí)，染料、表面活性劑、有機(jī)鹵化物、農(nóng)藥、油類(lèi)、等有機(jī)污染物都能有效通過(guò)光催化氧化反應(yīng)在TiO2表面降解、脫色、分解為CO2、H2O及其它無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)，從而減少對(duì)環(huán)境的污染。
1 TiO2光催化劑在污水處理中的應(yīng)用
1.1 無(wú)機(jī)廢水的處理
工業(yè)廢水中的無(wú)機(jī)污染物主要有重金屬離子，如Hg、Cr、Pb等的離子。許多無(wú)機(jī)物在TiO2表面具有光催化活性。周林波等[1]在Cr6+濃度為80 mg/L、體積為100 mL的廢水中，投加0.7g SiO2-TiO2系玻璃作為光催化劑，光照反應(yīng)體系3 h，Cr6+的去除率達(dá)99 %。Serpone 等[2]研究了以TiO2為光催化劑在模擬太陽(yáng)光光照下處理HgCl2 和甲基氯化*的過(guò)程，取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。
除重金屬離子外，工業(yè)廢水中的無(wú)機(jī)污染物還包括部分對(duì)環(huán)境危害較重的無(wú)機(jī)陰離子，如CN-、NO2-、Au(CN)-4等離子，一般方法難以去除，采用光催化氧化技術(shù)則能夠達(dá)到這一目的。Frank等[3]研究了以TiO2為光催化劑將CN-氧化為OCN-，并最終反應(yīng)生成CO2、N2、和NO3-的過(guò)程。Hidaka等[4]研究了溶液及含氰工業(yè)廢水在TiO2懸浮液中通過(guò)中間產(chǎn)物OCN-生成CO2和N2的的光催化氧化過(guò)程，討論了光催化氧化法處理含氰廢水的可能性。
1.2.1光催化處理印染廢水
印染廢水具有濃度高、色度高、pH 高、難降解等特點(diǎn)，且大多含有苯環(huán)、胺基、偶氮基團(tuán)等物質(zhì)。浙江大學(xué)研究小組研究了TiO2 懸浮體系對(duì)不同染料的光催化降解，結(jié)果表明，TiO2 對(duì)偶氮類(lèi)染料、蒽醌類(lèi)染料、三芳甲烷和菁系等可溶性染料脫色效果，Epling G.A.等[5]研究了在可見(jiàn)光下納米TiO2 光催化劑對(duì)15 種不同類(lèi)型的染料的降解；肖俊霞等也研究了10 種不同結(jié)構(gòu)的染料在TiO2/UV 體系中的光催化氧化降解過(guò)程，揭示了不同結(jié)構(gòu)染料在TiO2/UV 體系中的降解規(guī)律。