CdS/TiO2复合粒子的制备及废水中亚甲基蓝的去除研究文献综述

 2023-12-07 15:14:09

文献综述

1.研究的目的和意义

众所周知,我国是极度缺水的国家,虽然我国水资源占有量居世界第四,但人均水资源占有量仅为世界平均人均水资源占有量的四分之一,在世界排第110位,是全球人均水资源最贫乏的国家之一。随着我国工业、农业的迅速发展,人口的不断增加,人民生活水平的不断提高,对水资源的需求越来越大,我国的水污染也越来越严重。污染物成分趋于复杂,给水处理带来了难度与挑战,过去的水处理方法越来越难以满足现在水处理的需求,因此我们要发展新技术、新方法去解决水资源的污染问题。

首先,我们可以发挥纳米材料在水处理上的独特作用。纳米材料指的是分子粒径在1nm~100nm范围内的材料。因为纳米材料尺寸极小、表面原子比例极高而具很强的吸收能力和反应能力,甚至能够与水悬浮液相结合,从而形成胶体;且纳米材料来源丰富、成本低廉、绿色环保、易回收不产生二次污染。其次,我们可以利用半导体材料的光催化降解能力,大量研究数据表明半导体材料,特别是氧化物半导体具有光催化活性,可以分解很多种有机或无机污染物,具有光明的应用前景。

CdS微溶于水,受高热分解产生有毒的硫化物烟气,高纯度硫化镉是良好的半导体,对可见光有强烈的光电效应,缺点是容易产生化学腐蚀。TiO2不溶于水且安全无毒,具有高化学稳定性、高透明性、高活性和高分散性,缺点是:一、只能吸收紫外线,而紫外线仅占太阳光总能量的5%,太阳能利用效率较低;二、TiO2粉末催化剂使用后难以分离回收;三、光生电子与空穴易复合,光子利用率低。CdS /TiO2复合粒子即用TiO2包裹在CdS的表面,不仅可以发挥CdS和TiO2的共同作用,扩大了粒子的光吸收范围,减少光生电子和空穴的复合,使其具有更强的光催化效率,从而能够更好地降解有机和无机污染物,而且克服了CdS和TiO2各自的缺点。因此,CdS /TiO2复合粒子在水处理中可以有效的分解有机和无机污染物。

水资源是经济能够持续不断发展的重要保障,更与人类的生存息息相关,发展和创新水处理的技术方法势在必行,同时在水处理时要避免二次污染。所以,成本低廉、绿色环保无污染、具有光降解能力的CdS /TiO2复合粒子具有重要的研究意义和光明的应用前景。

2.1纳米材料

纳米材料是20世纪70年代问世的,纳米材料就是纳米级的结构材料,是指结构单元尺寸范围在1nm~100nm之间。纳米粒子介于微观、宏观、和分子过渡的交界区域,纳米材料所表现出来的特性例如熔点、磁性、光学、导热、导电性能等特性往往不同于其在整体状态时所表现出来的,这是由于纳米材料的尺度已经接近光的波长,而且纳米材料拥有特殊效应的大表面。

2.1.1纳米材料的特性

(1)热学特性

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