文献综述
1.课题研究的意义和价值
我国的经济在快速发展，各个行业也在不断壮大，但随着工业等的快速发展，带来了各种各样的环境污染问题。水资源问题已经成为制约中国社会经济发展的一个关键问题。水污染也是造成水资源紧缺的主要因素。水污染对人们的健康也造成了很大的威胁，一旦饮用了被污染的水就会对健康造成危害。所以水污染问题得到了人们极高的关注。相比于其他各种污染，水污染更难处理，一旦水体被污染就很难复原。随着现代工业的发展，重金属废水、染料废水越来越多，越来越难处理，导致了水污染问题越来越严重。
含苯酚的废水主要来自焦化厂、石化厂、树脂厂、绝缘材料厂、香料厂、塑料厂等。苯酚废水流入江河，对环境造成严重的污染，对人们的身体健康形成不容忽视的威胁。苯酚是造纸、炼焦、炼油、塑料、农药、医药合成等行业生产的原料和中间体。含酚废水对人类的危害非常严重。苯酚是一种高毒物质,主要存在于炼油、煤气洗涤、炼焦、造纸、合成氨、木材防腐、石油化工、化学、制药、油漆、涂料、塑料农药等企业的生产废水中。除酚最常用的方法是活性炭吸附,电解法除酚技术的应用也比较广泛。
苯酚对人体任何组织都有显著腐蚀作用，可通过黏膜、皮肤的接触、吸入和误服而侵入人体内部。接触眼后，能引起角膜严重损害，甚至失明；接触皮肤后，不引起疼痛，但在暴露部位最初呈现白色，如不迅速冲洗清除， 能引起严重灼伤和全身性中毒；吸入后，可致头痛、头晕、乏力，视物模糊，肺水肿等，误服后，引起消化道灼伤，出现烧灼痛，呼吸气带酚气味，呕吐物或大便可带血液，有胃肠穿孔的可能。苯酚为细腻原浆毒物，它与细胞原浆中蛋白质接触时可发生化学反应，形成不溶性蛋白质，而使细胞失去活力。
纳米TiO2光催化氧化法可将水中的卤代物、烃类、羧酸、含氮有机物、表面活性剂、有机磷农药、染料、杀虫剂等较快的完全分解为无毒无害的H2O和CO2。因而，利用纳米TiO2的光催化性质可处理废水，改善环境。光催化技术是近年快速发展起来的一种新型水处理技术，它是一种有着重要应用前景的绿色技术。而纳米TiO2作为一种具有催化活性高、价廉、耐腐蚀性强、化学性质稳定、资源丰富等优点的催化剂。TiO2化学性质稳定，无毒，氧化能力强，耗低，来源丰富，且其不易发生光腐蚀现象，并可以重复使用，是一种环境友好型的新型纳米材料。此外，纳米Ti02还具有量子效应、小尺寸效应、协同效应、表面效应等特性，因此其表现出较高的光催化氧化活性，是目前光催化氧化研究中的首选材料。
目前国内外研究者就半导体光催化诸多方面的问题进行了深入的研究。但是就研究对象而言，大多数研究还主要是针对禁带较宽的N型半导体化合物。如ZnO、CdS、TiO2、ZnS、PbS、MoSi2和V2O5等。其中要属CdS、TiO2、ZnO的光催化活性比较高，但是，ZnO和CdS在光照下并不是很稳定。TiO2化学性质稳定，无毒，氧化能力强，能隙大，氧化还原电位高，能耗低，来源丰富，且其不易发生光腐蚀现象，并可以重复使用，是一种环境友好型的新型纳米材料。此外，纳米TiO2还具有量子效应、小尺寸效应、协同效应、表面效应等特性，因此其表现出较高的光催化氧化活性，是目前光催化氧化研究中的首选材料。目前纳米TiO2光催化降解体系主要有悬浮体系光催化氧化(具有比表面积大及受热效果好，光催化效果高，反应器简单等特点，但回收困难，而使其应用受到限制)和固定相光催化氧化(采用固定床反应器以降低运行成本，但催化利用效率下降)。近几十年来，以纳米TiO2作为催化剂的光催化氧化处理技术作为一种降解水体污染物的新兴水处理技术，已经得到了很大的发展与运用。
Termin等系统研究了多种不同金属离子掺杂的纳米TiO2的光催化效果，发现Fe3 ，V4 ，Re5 ，MO5 ，Ru3 的掺杂在一定程度上能够增强纳米TiO2在可见光区域的催化活性。研究结果还表明：众多金属离子掺杂中以Fe3 效果最佳。学者们普遍认为，Fe3 掺杂纳米TiO2改性的机理主要是通过Fe3 取代TiO2晶格中的Ti4 ，在TiO2晶格中形成浅电荷俘获陷阱，减少电子一空穴对的复合，从而提高光催化效率。近年来，研究者利用掺杂元素之间的协同作用，进行二氧化钛的双元素或多元素共掺杂研究，进一步提高光催化活性。在众多单元素掺杂纳TiO2的研究中，氮和铁分别是较为有效的非金属和金属掺杂离子。
2.课题研究的现状及发展趋势
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