环境催化剂制备及对环境污染物处理.docx

环境催化剂制备及对环境污染物的处理姓名:吴天真班级：生物1501学号：201547005联系方式友：张冕张冲第一部分：文献综述引言随着社会的进步和工业的发展，环境污染逐渐成为威胁人类生存的严重问题。对此，人们展开了治理污染、保护环境的科学研究，并取得了一定的成效。光催化技术是近几十年来发展起来的一种高效、环保、节能的新技术，它以半导体为催化剂，能够有效地利用太阳光催化氧化有毒污染物质，是一种有效治理污染、保护环境的方法。正文在21世纪，能源与环境问题已经成为世界关注的主题，如何减少污染，保护生态平衡，解决环保问题，已经引起各政府决策部门和学术研究部门的高度重视。水和空气作为人类最宝贵的资源，随着工业进程的加快，大量的废水、废气被排入其中，其中的有毒有机化合物会在人体内富集，给健康带来巨大威胁。而且在这些化合物中，有部分化合物用平常的处理方法很难将其降解。 我国学者金奇庭等人通过研究观察发现：很多的有机化合物能使厌氧微生物产生明显的毒害作用。这些有机化合物必须通过一些其他的非生物的降解技术来除去[1]。光催化处理有机污染物的技术由于其价廉，无毒，节能，高效的优势逐渐成为各界人士研究的重点，光催化的研发也一跃成为当前国际热门研究领域之一。自1972年日本学者藤島(Fujishima)和本田(Honda)发现TiO2单晶能光电催化分解水以来，光催化氧化还原技术，在污水处理、空气净化、抗菌杀毒、太阳能开发等方面具有广阔的应用前景，受到世界各国的广泛关注，并得到了迅速发展大量研究证实：染料、表面活性剂、有机卤化物、农药、油类、氰化物等许多难降解[2].或用其它方法难以去除的有机污染物都能够通过光催化氧化反应有效的降解、脱色、去毒，并最终完全矿化为CO2、H2O及其他无机小分子物质，达到完全无机化的目的，从而消除对环境的污染。目前，国内外许多研究机构针对光催化技术做了大量的研究工作，并对新型光催化剂进行了深入研究。从目前的资料来看, 光催化材料体系主要可以分为氧化物、氮化物以及磷化物[3]。氧化物:最典型的主要是TiO2 及其改性材料。目前,绝大部分氧化物主要集中在元素周期表中的d区, 研究的比较多是含Ti, Nb, Ta的氧化物或着复合氧化物[4]。其他的含W, Cr, Fe, Co, Ni, Zr等金属氧化物也有报道。就目前的情况来看, d区过渡族金属元素氧化物经过炒菜式的狂翻乱炸后, 开发所谓的新体系光催化已经没有多大潜力。目前, 一些研究人员, 已经把目光锁定在p区元素氧化物上, 如含有Ga, Ge, Sb, In, Sn, Bi元素的氧化物[5]。硫化物:硫化物虽然有较小的禁带宽度, 但容易发生光腐蚀现象, 较氧化物而言, 稳定性差, 主要有ZnS, CdS等[6]。氮化物:也有较低的带系宽度, 研究的不少, 有Ta/N,Nb/N等体系[7]。磷化物:从材料的制备、尺寸控制到光学性质研究, 人们做了大量的工作, 目前的研究工作主要集中在I-VII族, II-VI族半导体, 而有关III-V族半导体, 特别是磷化物纳米材料的制备要困难的多, 磷化合物同II-VI族化合物相比有较强的共价性, 制备过程所需温度高, 而且常常使用易燃、易爆的金属有机化合物和剧毒的PH3 、AsH3等, 制备条件苛刻, 要求无水, 无氧且产物易被氧化, 研究很少, 如GaP, InP等[8]。但是磷化物半导体具有较小的载流子和较大的介电常数, 因而具有较大的激子Bohr半径,从而显示更强的量子限域效应, 从而更有利于半导体光学、力学、磁学等性质的研究。所以磷化物半导体纳米材料的制备、尺寸控制及光学性质的研究具有非常重要的科学意义和应用前景[9]。结论与展望开展光催化太阳能转换及环境净化材料的研究, 既体现了我国实施可持续发展战略的重大需求和新世纪科技发展以人为本的指导思想, 又反映了当前科学综合交叉和融合的发展趋势。可使我国在有优势的光催化研究领域取得重大突破, 并开创出新的原创性研究领域,争取国际领先地位, 为环境污染和能源短缺问题的解决提供重大的理论和技术支持。参考文献[1]薛向东,金奇庭. TiO_2光降解水中污染物的研究进展[J]. 中国给水排水,2001,06:26-29.[2]陈文华,李刚,许方程,泮琇,温玲宁,都林娜. 染料废水污染现状及处理方法研究进展[J]. 浙江农业科学,2014,02:264-269.[3]闫世成,罗文俊,李朝升,邹志刚. 新型光催化材料探索和研究进展[J]. 中国材料进展,2010,01:1-9+53. [4]贾国松,刘美玲. 金属氧化物光催化材料的研究进展[J]. 山东化工,2015,16:75-77.[5]闫世成,邹志刚. 高效光催化材料必威体育精装版研究进展及挑战[J]. 中国材料进展,20