3 水环境化学 环境化学课件.ppt

3)催化剂的制备 TiO2的光催化活性 晶型影响 （1）锐钛型：禁带宽度3.2ev （2）金红石型:禁带宽度3.0ev （3）板钛型:无光催化活性 锐钛矿型光催化活性优于金红石型： （1）锐钛矿型具有较高的禁带宽度，使其电子空穴对具有更正或更负的电位，从而具有较高的氧化还原能力 （2）在结晶过程中，锐钛矿型晶粒通常具有较小的尺寸和较大的比表面积 （3）锐钛矿表面吸附H2O、O2及OH-的能力较强。 * (1)气相法 ①TiCl4氢氧火焰水解法：以TiCl4为母体，气化后在氢氧焰中进行高温下水解，得TiO2为30nm左右。 ②TiCl4气相氧化法（化学气相沉积）钛酸四丁酯气化，氦气或氩气载入与氧气作用生成TiO2沉积。 ③钛醇盐气相水解法 (2)液相法 ①溶胶-凝胶法 ②液相沉淀法 ③水热合成法 * 4)提高光催化反应的途径 (1)光催化剂纳米化 (2)半导体复合 (3)半导体的光敏化 (4)贵金属沉积 (5)加入氧化剂 * 5)光催化氧化技术的应用 (1)有机废水 (2)含卤衍废水 (3)染料废水 (4)农药废水 (5)表面活性剂 (6)含油废水 (7)无机废水 * 5.化学还原法 1)含铬废水的处理 常用硫酸亚铁、二氧化硫、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠等还原剂将其还原为三价铬。 2)含汞废水的处理 可将其还原为Hg而分离回收。 * pH８ 以Cd２＋为主 pH=８ 开始形成Cd(OH)＋pH=10 Cd(OH) +达到峰值 pH=11 Cd(OH)２达到峰值 pH=12 Cd(OH) ３-达到峰值 pH＞13 Cd(OH)４２－占优势 图3-15 Cd２＋-ＯＨ－配离子的形态分布 * * * * 如植物通过光合作用从 CO2、H2O等无机化合物合成糖。而吸收了紫外和可见光谱一定能量的分子，可得到有效的能量进行化学反应，如光分解反应，它强烈的影响水环境中某些污染物的归如植物通过光合作用从 CO2、H2O等无机化合物合成糖。而吸收了紫外和可见光谱一定能量的分子，可得到有效的能量进行化学反应，如光分解反应，它强烈的影响水环境中某些污染物的归趋。 如植物通过光合作用从 CO2、H2O等无机化合物合成糖。而吸收了紫外和可见光谱一定能量的分子，可得到有效的能量进行化学反应，如光分解反应，它强烈的影响水环境中某些污染物的归趋。 如植物通过光合作用从 CO2、H2O等无机化合物合成糖。而吸收了紫外和可见光谱一定能量的分子，可得到有效的能量进行化学反应，如光分解反应，它强烈的影响水环境中某些污染物的归趋。 趋。 * * * * * TiO2半导体当受到能量相当于其半导体禁带宽度（3.0ev）的光的辐射时，半导体内的电子受到激发，从价带跃迁到导带，产生电子－空穴对，同时放出较高的能量。 应用 * ?? 应 用 多相半导体材料（TiO2）作为光敏化剂，用于多种有机污染物的光敏化降解，如二氧化钛光催化降解乙酸： * 3)光氧化反应 天然水环境中的氧化剂： 单重态氧 烷基过氧自由基 RO2? 烷氧自由基 RO? 羟基自由基 OH? 它们是光化学的产物，也是强氧化剂。 * 有机毒物在微生物（酶）的作用下，进行生物降解有二种模式：生长代谢，共代谢。 1）生长代谢 Growth metabolism 有毒有机物作为微生物培养的唯一碳源，使有毒有机物进行彻底的降解或矿化。 6.生物降解作用 * 在生长代谢过程中微生物可以对有毒 有机物进行彻底的降解或矿化，因而是 解毒生长基质。去毒效应和相当快的生 长基质代谢意味着与那些不能用这种方 法降解的化合物相比，对环境威胁小。 * 生长代谢作用直接与微生物种群的多少成正比， Paris等描述了微生物催化水解反应的二级速率 定律： Kb2:二级生物降解速率常数 B：细菌浓度 C：污染物浓度 * 2.)共代谢 Cometabolism 某些有机物不能作为微生物培养的唯一碳源，必须有另外的化合物提供微生物碳源或能源，该有机物才降解，这类降解称共代谢作用。 * 3)影响有机生物降解的主要因素 （1）有机物对生物降解的影响 ①浓度②溶解度③分子结构 （2）生物体的影响