纳米TiO2的光催化作用及其应用研究进展.pdf

纳米 “ 的光催化作用及其应用研究进展 赵恒勤 ， 陈建军 “ 5 “ 4 ， A BC 4 1 D “ 。8 A B C * - 3 B - D B C * - ［5］ 等对掺有, - . ’的聚氯乙烯膜和其它聚 氯乙烯膜样品在紫外光和太阳光的照射下测试了其 光降解或无机矿化的可能性， 结果表明， 在含有 , - .’的悬浮溶液中， 掺有, - .’的聚氯乙烯膜比不 含, - . ’的其它聚氯乙烯膜样品更容易发生光降解。 （’） 染料废水 在生产和应用染料的工厂排放废水中， 残留的 染料分子进入水体会造成严重的环境污染， 其中有 的还含有苯环、 胺基、 偶氮基团等致癌物质。常用的 生物化学法对于水溶性染料的降解往往是低效率 的。目前， 对于利用半导体光催化降解染料染色废 水研究非常活跃 ［6 7］ ， 国内学者对活性染料、 印染废 水及苯酚和氯代苯酚化合物的光催化降解研究， 成 果颇丰。云南印染厂曾开展, - . ’光催化氧化试验 并扩大到生产规模， 将 “ “支普通医用紫外灯管 （总 功率 D E） 置于“ 4 F FG “ “ F F一头密封的玻 璃管中， 淹没在废水下， 其印染废水; . H的去除率 达 “ I ［6］ 。浙江大学 ［7］ 将大连印染厂分散大红、 青 岛染料厂分散深兰配成一定浓度的溶液’ F J。 “ F 1 , - .’粉末加入 “ F J石英管中， 用磁力搅拌或 通入空气， 使, - . ’粉末保持悬浮状态， “ “ E高压 汞灯与石英管之间距离 K F， 照射 “ F - L， 水溶液中 分散大红和分散深兰均能有效降解， 脱色率 “ “ I， ; . H; 去除率大于6 “ I。 （） 农药废水 农药的光催化降解中， 一般原始物质的去除十 分迅速， 但并非所有污染物最终都能能达到完全矿 化。如C 三嗪类物质能迅速光解， 最终残留量小 于 G “ 6， 降解产物是毒性很小的氰酸， 呈稳定的 六元环结构， 易于无机化 ［］ ， 由于尿氰酸毒性很小， 能部分矿化也是很有意义的。国内陈士夫等 ［ “］对 于有机磷农药废水, - . ’光催化降解的研究指出， 该 法能将有机磷完全降解为 . 4 ， ; . H; 去除率达 6 “ I “ I， 并利用太阳光作了室外实验。 （4） 表面活性剂 目前广泛使用的合成表面活性剂通常包括不同 的碳链结构， 随结构的不同， 光催化降解性能往往有 很大的差异。3 - M D 等 ［ ］对表面活性剂的降解作 了系统的研究， 实验结果表明， 含芳环的表面活性剂 比仅含烷氧基的更易断链降解实现无机化， 直链部 5 有色金属 （冶炼部分）’ “ “ ’年5期 万方数据 分降解速度极慢。 “ “ 、 0 有色金属 （冶炼部分）* 1 1 *年3期 万方数据 “ 以上 ［ ］ 。应用 1 等 ［ “］ 研究了在 2 ; 6 1 D , 2 ; . S 8 5 S 5 8 7 ; 2 ; 6 1 3 ’ 8 7 I 1 2） 开环聚合， 在催化剂表面形 成了聚甲基氧硅烷 （* 0 N） ， 9 7 ／ ／ 、 ／ 等能使水和水蒸气发生裂解， 生成 A和。与半导体光催化的其它应用不同的是 纯纳米 不具有裂解水的催化活性 ［ ］ ， 只有与 其它物质如 、 / 、 等共存时才能催化裂解 水。/ 4 7 B B 4 等人在胶体 颗粒中淀积超细/ 和 ， 紫外光照射/ ／ ／ ， 激发 带 隙产生电子 ／ 空穴对， 电子迁移到/ 表面形成A ， 空穴 隧 穿 到 淀 积 的 上 催 化 氧 化 A。 ［ C］ 能极大地提高空穴从 价带传导到水 溶液的速率， 在电子和空穴的分离中起着重要的作 用。 - 建议 多年来， 人们对纳米 光催化进行了广泛的 应用研究， 并且已取得了部分成果， 但仍有许多问题 有待解决 （ H I 0 1J 7 4 K L ; K F 4 K 0 7 M F ; ; 7 N E E; OP 0 4 L0 0 E 4 K ; H I K ; L 4 7 4 K L ; I 4 ［Q］ 1 0 L 4， L E 7 4 N 1 0 4 L/ L O K 0 5 ; HU NV 4 K ; H I K ; L / F ; ; K 0 0 7 N E E ［Q］ 1 W F 4 K 0 7 V ; K 4 N 4 T 4 P 1 H 0 H K 4 L 0 H E ; H; O F 4 Y H 4 L 4 I 4 I 0 4 0 I K 0 7 / 0 L ［Q］ 1 Q 1 / F N E 1 W F 4 1， L E ， 4 E，4 0 7 1 / F ; ; K 0 0 7 N KS 4 4 0 K ; H; O 6 I E ; L U 4 IW F 7 ; L H 0 4 I6 7 X 0 H 4P FV L O 0 K 4A N I L ; [ N 7 0 I K 0 7 E ［Q］ 1 J H T L ; H 1 V K 1 4 K F H ; 7 1， ’ ’ ’，- * （9） O O 0 H H，V K ; R 0 L H，4 0 7 1 J H T L ; H 5 4 H 0 76 M M 7 5 K 0 ; H E ; O V 4 K ; H I K ; L/ F ; ; K 0 0 7 N E E ［Q］ 1 W F 4 1 4 T 1， E F ，A ; L X ; E F ， K X，4 0 7 1/ F ; ; K 0 0 7 N B 4 IS 4 5 6 “ 1 2 G “ M C A “ N 3 “， J，J （-） - ［- -］PR* 1 7 G N ，P S ，T 7 U 2 “ 2 1 7 3 7 C 37 3 B8 1 C C G 2 1 7 9 3 7 C 3C D 7 H C 3 C E B 27 R C C G* 2 G N 2 7 6 27 3 BI G C ; N 1 2 A 8 2 ; ; 6 2 ［］ “ V 7 6 2， . ’， 1 ，W W U 6 G ，P C G C C “M 2 2 A L 2 , -R 2 B 6 A C 3X ; 3 4 1 28 1 C C A 1 2 G A 7 C B 2C D 1 2M F ; 2 G 3 9 * ,-／* ／ 6 9 I 4［］“ 2 3 2P 7 4 7 6， .，J J （J） / ［- Y］5 2 G 7 3 3 ， ; B 2 ，8 A 1 7 8 2 7 “ 8 1 C C A 7 7 F A 2 N C ; C 3 C D M L 2 C 38 C S B 2 * 7 3 7 C 3 ; 2 Z 6 2 3 A 2 ; D C 1 2 2 A C L 2 FC D ; L 2 ［］ “ “ 7 7 “， . . （ C [， 7 F 2 I P “ R 2 A C L FC DM L 2 D C G 2 O Z 6 B［］“ [ 3 L C 3 “M A “* 2 A 1 3 C “， J， ; C L 2 M F 3 1 2 ; U 2 BR 6 28 C S B 2 ［］“ “8 1 F ; “ 1 2 G “， ， （ /） . ［- ’］K 6 2 8 O，P 1 7 3 Q，R U U 6 O “ 8 1 C C A 7 7 F ; ;C D C N 2 B 9 Q 2 -, A ，,P 6 ，[ “ 5 2 3 U 2 “ C B D A 7 C 3 C DV 7 3 C ; U 2 B* 9 7 3 7 7 3 BW ;I N N A 7 C 3［］“[ 3 L C 3 “M A “* 2 A 1 3 C “， J， ［］ “ [ 3 L C 3 “M A “ * 2 A 1 3 C “， . ，- （ ） . / （上接 页） 并没有因为改变操作制度而得到解决， 但从试生产 的结果看， 正负空气交替高温氧化焙烧较传统高温 氧化焙烧易于操作， 一般不会因为沸腾层温度过高 造成烧结死炉。 表高温砂成分 “ ’ * , - . / , , . 0 1 1 * ／2 序号 0 3Q 28 H B 6M HM J J “ - “ . / “ / - / “ / / . / “ / . ’ / “ / Y / “ ’ -J ’ “ / Y J “ Y // “ / J / “ / / / “ / / / “ / / / “ Y J J “ ’ ’ J “ / “ / J / “ / / “ / J J / “ / J / “ - YJ J “ - ’ “ . ./ “ / - / “ / / . J / “ / . / “ / / “ Y - 试产结果表明， 仅仅通过调节投矿量来相对加 大过剩空气的数量的幅度是远远不够的， 也没有达 到提高脱硫率的目的， 因此为了提高脱硫率， 在不改 变沸腾状况 （即不改变风帽孔眼气流速度） 的前提下 必须加大炉底鼓风量， 以便大大增加过剩空气的数 量。基于以上分析， 我们再次采用正负空气交替高 温氧化焙烧进行了生产试验， 取得了很好的效果。 . G -沸腾炉风帽个数不变， 风帽孔眼由Y个 “ J “ / G G扩大为Y个“ J “ . G G。操作条件如下 焙烧温度 ’ / - / / 焙烧强度 ’ “ ／ （G - B） （干矿） 炉底鼓风量 / - / G ／ 1 所产高温砂成分见表Y。 由表Y可见， 所产高温砂的质量全部符合指标 要求。 表3高温砂成分 “ 3 ’ * , - . / , , . 0 1 1 * ／2 序号 0 3Q 28 H B 6M HM J J “ ’ ’ “ / ’/ “ / - / “ / / “ / . Y / “ / . / “ - -J ’ “ - - “ / “ / - / / “ / / . / “ / J / / “ / Y / “ - J J “ / J J “ Y / “ / - / “ / / / “ / . / / “ / Y J / “ J YJ J “ - . J “ / “ / / “ / / . / “ / ’ - / “ / - / “ - / J J “ - “ / “ / / “ / / ’ / “ / J Y / “ / / “ 根据表Y和有关数据可算出脱硫率为 J “ . _ ’ “ / _， 脱8 H率为 . “ ’ _ “ - _， 脱 B率为 ’ “ . _ . “ ’ _， 与传统高温氧化焙烧的结果相比 较， 脱硫率有了较大的提高、 脱8 H率、 脱 B率虽有 波动但变化不大， 对产品质量未造成不良影响。 结语 （） 正负空气交替高温氧化焙烧是在大风量 （有 利于脱除M） 的条件下， 通过大幅度地调节投矿量来 相对改变过剩空气系数， 达到联合脱除M、 8 H、 B的 目的， 收到了很好的效果。 （-） 正负空气交替高温氧化焙烧和传统高温氧 化焙烧的沸腾层温度都非常接近入炉锌精矿的烧结 点温度， 整个操作过程对操作工的要求非常严， 两者 相比较， 正负空气交替高温氧化焙烧更易于掌握， 烧 出的高温砂质量更好。 /Y 有色金属 （冶炼部分）- / / -年J期 万方数据