毕业论文课题相关文献综述
1.染料污染现状及其处理方法 随着染料产业的发展,其生产过程中产生的染料废水已经成为水体污染的重要原因之一。
近17-20%的工业用水污染是由纺织品染色和处理产生的,据报道称目前存在着100,000多种纺织品染料,每年生产染料超过7105吨,这些染料中约有1015%在染色过程中被浪费掉[1]。
染料废水数量大、色度大难以脱色且成分复杂,其降解处理是环保领域急需解决的问题。
目前常规技术比如吸附法[2]、混凝法[3]、膜分离法[4]、生物处理法[5]、化学处理法[6-8]等,已经广泛研究用于染料和有机污染物的处理。
但这些方法存在着去除率不理想、条件苛刻、投资大、技术要求高、能耗大的问题。
如今,光催化由于其许多突出的优点而被广泛认为可用作代替常规化学方法处理染料废水[9-12],例如:(1)在普通环境条件下直接使用太阳光来激活光催化反应,反应条件温和;(2)催化能力强;(3)无二次污染。
1976年,Carey课题组[13]研究发现在TiO2光催化剂的存在下使得水中多氯联苯(PCB)化合物成功脱氯去毒,由此半导体多相光催化在水处理领域得到更多的科研工作者重视。
根据能带理论,半导体的能带不是连续的,导带和价带之间的间隙称为禁带,当吸收光子的能量大于禁带宽度时,价带电子被激发至导带在材料表面形成电子-空穴对,电子和空穴分别与吸附在材料表面的O2和H2O生成具有高度活性的氧化物,从而氧化降解有机污染物。
然而半导体光催化剂如TiO2、SnO2[14]等都有着明显的缺陷,其一是它们的禁带宽度大(大于3.2eV),只能够利用到不到太阳光总能量5%的紫外光,对太阳光的利用率低;其二是它们的量子效率低,光生电子和空穴对的转移速度慢,复合率高,使得反应转化率低(图 1)。
由此可见单一半导体光催化剂存在着太阳光利用率低、量子效率低以及催化效率低的问题,难以用于处理大量废水。
