二氧化鈦光催化處理生活污水

㈠ 光催化的應用前景

光催化劑又稱光觸媒，是一種以二氧化鈦（TiO2）為代表的具有光催化功能的半導體材料的總稱。

光催化劑在光的照射下，表面會產生類似光合作用的光催化反應，產生出氧化能力較強的自由氫氧基和活性氧，具有很強的光氧化還原性能，可氧化分解各種有機化合物和部分無機物，能破壞細菌的細胞膜和病毒的蛋白質從而殺滅細菌，把有機污染物分解成無污染的水和二氧化碳，被廣泛應用到空氣凈化、水凈化、自凈化、殺菌消臭、防污防霧等領域。

1、光催化劑在空氣凈化領域的應用
二氧化鈦光觸媒作為環境凈化功能材料，主要因二氧化鈦所產生的氫氧自由基能破壞有機氣體分子的能量鍵，使有機氣體成為單一的氣體分子，加快有機物質、氣體的分解，將空氣中甲醛、苯等有害物質分解為二氧化碳和水，從而凈化空氣。
日本從20世紀90年代開始，光觸媒空氣凈化產品被大量研製、開發，並投入市場。如光觸媒劑、空氣凈化器、陶瓷、板材等。
（1）光觸媒劑
光觸媒劑是光觸媒空氣凈化產品中最常用的一種，對它的使用主要是通過在建築外裝、內裝上噴塗光觸媒劑來達到凈化室內外空氣的目的。光觸媒不僅可以用於室外，也可以在室內藉助熒光燈和LED等室內照明達到同紫外光同樣功能的凈化效果。
（2）空氣凈化器
光觸媒空氣凈化器可以有效分解空氣中因家裝而揮發的有毒、有害物質，達到凈化空氣的目的。目前，光觸媒空氣凈化器主要有適用於商場、學校、醫院、公司的空氣凈化系統，家庭用空氣凈化器，車載空氣凈化器，光觸媒空調等。
近年，日本新干線部分車廂也安裝了光觸媒空氣凈化裝置，空氣凈化裝置內置了氧化鈦塗層的多孔質陶瓷以及作為紫外線光源的黑光，通過將其互動式多層排列，達到殺菌除臭的效果。
（3）道路建材
20世紀80年代，日本在大都市交通密集地段，定期在路面噴塗光觸媒劑，來快速分解汽車尾氣中的有害物質，達到凈化空氣的目的。目前，道路建設中具有凈化功能的道路建材，如塗料、水泥、防音壁、遮光板等也被陸續使用。
杜高翔專訪：推動非金屬礦業升級，促進光催化材料應用
在中國，國家體育館、鳥巢、上海世博館等都通過噴塗光觸媒劑來凈化室內環境和維護建築設施的潔凈。2018年北京地鐵6號線全線嘗試進行光觸媒噴塗，以消除車廂異味。

2、光催化劑在自凈化領域的應用
二氧化鈦光觸媒代表性功能除了空氣凈化外，還有自我凈化的功能。由於光觸媒有較強的酸化力和超親水性，噴塗於物體表面，可形成光觸媒防霧塗層，同時由於其強大的氧化反應效應，可氧化掉物體表面的污漬，使被塗物具有自凈化功能。
（1）建築外牆的自凈化
在建築外牆上噴塗光觸媒劑後，在太陽光的照射下能夠快速分解建築表面的污染物和有害物質，下雨時被分解的污染物隨著雨水被沖刷掉，從而保持建築外牆的美麗和色澤，達到自潔的效果。
（2）光觸媒瓷磚
1998年日本專業陶瓷生產公司TOTO開發了具有自潔功能的光觸媒瓷磚，由於光觸媒的氧化分解能力，可以使空氣中細菌的數量大量減少，進而保證醫院的空氣質量。光觸媒瓷磚不僅能殺菌、抗病毒，還能抑制異味、防腐、防污垢。
（3）光觸媒玻璃
即在玻璃表面塗上具有高光觸媒功能的薄膜，由於光觸媒的氧化功能和超親水性，能有效去除污垢，即使在雨天也能較好地保持玻璃的清潔。
目前，光觸媒玻璃在日本應用較為廣泛，如日本中部國際機場、橫濱市水道局、商場、住宅大樓等都有安裝光觸媒玻璃的實例。
此外，光觸媒玻璃還被應用到了汽車後視鏡、新干線列車的車窗上，不僅能保持汽車外觀的清潔美觀，還能保證雨天駕駛的安全。
（4）光觸媒頂棚
日本許多體育館、倉庫、車站通道的屋頂，商店、娛樂設施的遮陽棚，住宅平台屋頂等均採用光觸媒材料設計，即美觀又清潔。
中國國家大劇院的頂棚，也採用了光觸媒技術，具有很好的清潔、防污等功能，自凈化效果非常明顯。

3、光催化劑在醫療衛生領域的應用
光觸媒在殺滅大腸桿菌、金色葡萄球菌、肺炎桿菌、黴菌等病菌的同時，還能分解由病菌釋放出的有害物質。光觸媒空氣凈化功能、自潔功能可以使醫療環境長期保持清潔、干凈。其殺菌功能還可以抑制醫院、養老機構等醫療設施、醫療器械的細菌繁殖。
近年，在抑制癌細胞的生長、假牙清潔和牙齒美白方面也有光觸媒的貢獻。通過在患癌部位注入光觸媒微粒子，來抑制癌細胞的繁殖；在假牙中加入含光觸媒的溶液，被光源照射後，假牙上附著的污物被分解而變得干凈；牙齒美白方面，主要通過LED燈的照射，去除牙齒上的牙垢，達到清潔牙齒、去除細菌的目的。
4、光催化劑在農業領域的應用
（1）水果蔬菜保鮮
光觸媒在農業方面的應用主要用於、和上。眾所周知，水果和蔬菜存放時間久了會變質，這是因為，開始變質的部分會釋放出能促進水果和蔬菜成熟老化的乙炔氣體，促進未變質部位快熟變質。如果使用光觸媒，能將乙炔氣體分解為二氧化碳和水，易於水果和蔬菜的長時間保存，保持其鮮度。使用光觸媒不僅可以保鮮，還可以抑制細菌、霉的繁殖，保持存放水果、蔬菜空間的清潔。
（2）養液栽培
應用養液培植蔬菜、水果是農業栽培的常用方法，不僅能促進農作物的生長，還能使瓜果、蔬菜避免病蟲害的侵蝕。養液栽培使用過程中最主要的問題是養液水的處理，如果不排水，循環使用會減少果菜產量；如定時排放污水容易造成環境污染。利用光觸媒處理循環水，建立去除對生長有害物質的清潔系統，提高養液使用率，進而凈化環境。
（3）提高種子發芽活力
實驗發現，光觸媒產生的活性酸素能對種子發芽產生一定的影響。經過光觸媒劑處理的種子，其發芽率遠高於普通種子的發芽率，因此，在發芽率較低的草葯中使用光觸媒劑可大大提升草葯的收益率。
5、光催化劑在防臭消臭領域的應用
光觸媒的防臭消臭功能主要體現在汽車、衣櫃、鞋櫃等狹小、密閉空間空氣凈化的應用上。例如，汽車使用時間久了，車廂內會產生異味；衣櫃、鞋櫃因空間密閉，時間久了也會有異味出現，利用光觸媒空氣凈化器可以有效消除車廂、衣櫃、鞋櫃的臭味異味，凈化空氣。
在日本，光觸媒技術已被日本軌道交通列入車廂空氣治理的一種技術手段，新干線的吸煙室也裝有光觸媒除臭器，對車廂進行光觸媒除臭，以保證車廂空氣的清新。
6、光催化劑在水凈化領域的應用
除了抗菌消臭、防污的功能外，光觸媒還可以應用到水凈化領域。利用二氧化鈦光觸媒技術降解水中有機污染物，特別是當水中有機污染物濃度很高或用其他方法難以處理時，光觸媒的凈化效果是非常明顯的。
但是，有效除菌的水凈化系統的開發較為困難，因為粉末狀二氧化鈦光觸媒遇水易分散，不利於回收。日本千葉大學研製開發的二氧化鈦光觸媒薄膜小球，將粉末狀二氧化鈦成膜於球狀金屬氧化物表面，可以將其與水分離，有效回收再利用。在日本千葉公園使用光觸媒薄膜小球進行污水凈化處理後，取得了較為明顯的效果。
光觸媒技術由於不消耗地球能源、不使用有害的化學葯品，而僅僅利用太陽光的光能等就可將環境污染物在低濃度狀態下清除凈化，並且還可作為抗菌劑、防霉劑應用，因而是一項具有廣泛應用前景的環境凈化技術。未來隨著光觸媒技術研究的深入開展，應用在建築、家電、塗料、生活等領域的光觸媒產品會不斷增多，在水污染治理、醫療設施及器械、農業等領域的應用將會引起關注，光觸媒市場前景可期。

㈡ 二氧化鈦可光催化降解哪些動東西

納米TiO2以其無毒，光催抄化活性高，穩定性高，氧化能力強，能耗低，可重復使用等優點而成為最優良的光催化材料。
1、有機物的降解
TiO2能有效的將廢水中的有機物降解為TiO2、CO2、PO43-、SO42-、NO3-、鹵素離子等無機小分子，達到完全無機化的目的。染料廢水、農葯廢水、表面活性劑、氯代物、氟里昂、含油廢水等都可以被TiO2催化降解。
2、無機廢水的處理
利用二氧化鈦催化劑的強氧化還原能力，可以將污水中汞、鉻、鉛、以及氧化物等降解為無毒物質。

㈢ 納米二氧化鈦光催化降解水中有機污染物有哪些類型

一般納米TiO2主要降解的物質是一些分子量中等的染料和有色物質，目前這方面研究較多。

㈣ 簡述二氧化鈦作為光催化劑降解有機污染物的原理

重金屬對固定化微生物處理電鍍廢水有機物能力的影響

近年來,國內外對電鍍廢水處理方法研究甚多,工藝各異,主要有化學法、電解法、離子交換法、電滲析法、生物法等。與傳統方法相比，生物法處理電鍍廢水不同程度的存在投資小、運行費用低、無二次污染等優點，得到較快的發展和廣泛的應用。微生物固定化技術可以大大提高微生物對有毒物質的承受能力，可用於高濃度污染物廢水的生化處理。聚氨酯泡沫體由於具有較好的親水性、孔結構、微生物親和性以及耐生物降解性而被廣泛作為固定化微生物載體（填料）用於廢水的生物處理。電鍍廢水成分復雜，其主要污染物是鉻、鎳、鋅等重金屬離子、氰化物和 COD。微量重金屬是微生物生命活動所需營養物質，但微生物對各種微量重金屬的需要量極少，過量反而會引起毒作用，容易造成出水水質的波動。2008 年國家環保部頒布了《電鍍污染物排放標准》（GB 21900-2008），其中對新建電鍍企業排放的 COD作出了嚴格規定，目前，針對電鍍廢水重金屬的處理及回收國內外已有大量研究，但對其有機污染物和氨氮的去除研究較少，尤其是廢水重金屬濃度對微生物處理電鍍廢水有機物的影響鮮有報道。本研究在電鍍廢水污泥中分離篩選的復合功能菌群GW，
對金屬耐受性強的特點。通過與改性聚氨酯泡沫體固定化後，研究了重金屬Cr，Zn濃度對其處理電鍍廢水有機物的影響，並通過逐步提高廢水金屬濃度，探討固定化微生物處理電鍍廢水對重金屬的耐受性，為提高廢水生物處理系統運行的穩定性提供理論基礎。
1 試驗材料與方法
1. 1 試驗材料
1.1.1 GW高效復合菌劑。從富含重金屬的污泥及廢水中分離的高效菌種8株，含多種酶制劑，微生物含量約1.0×10CFU/g,由廣州發酵工程技術研究中心生產提供。
1.1.2 聚氨酯泡沫體。市購聚氨酯泡沫體，干態密度為30kg/m，通過重鉻酸鉀及雙氧水浸泡改性，提高固定化微生物負載量。
1.1.3 試驗廢水。取自廣州某電鍍企業水解反應池出水，加入少量葡萄糖、尿素、蛋白腖、硫酸亞鐵、磷酸二氫鉀、硫酸銅等作為微生物生長基質，作為人工廢水用於菌種的固定及馴化。水質指標如表1示。 表1 電鍍廢水水質指標
1.2 試驗方法
1.2.1微生物的固定化和馴化
在總體積為10L反應器中,加入約30%反應器體積的改性聚氨酯載體、一定量的交聯劑和高效微生物菌群GW，通入30%反應器體積的人工廢水和70%體積的自來水,在曝氣條件下進行固定化反應。每天更換10%~15%反應器中的人工廢水，並補加適量高效微生物菌群及少量無機鹽類。同時,每7天測定微生物負載量。當微生物負載量達到35 mg/g干態載體，固定化馴化階段結束。
1.2.2 重金屬濃度對COD及氨氮去除的影響
重金屬鹽溶液的配製:分別以重鉻酸鉀、硫酸鋅配製含一定體積質量的Cr，Zn溶液。反應器內設有曝氣頭，均布於生化池底部，用AR-6500型充氧泵(低流量)曝氣，改性聚氨酯填料的載體比例為30%，氣水體積比控制在（6～15）：1 ，測定其進、出水COD、NH-N濃度，試驗重復3次，以平均去除率反應處理效果。
1.2.3 重金屬耐受性試驗
採用循序漸增的方式逐漸提高原水中Cr，Zn金屬離子濃度，分別在第 1，7，14，20，29，42 天開始將原水中 Cu濃度提升至 0. 5，1，2，5，10，15 mg / L，研究固定化微生物重金屬耐受性對廢水有機物處理效果的影響。
關鍵詞: 電鍍廢水; 固定化微生物; 重金屬; 有機物去除; 耐受性

㈤ 納米二氧化鈦如何應用到飲用水處理上

首先，不是銳太型，是銳鈦礦型。其次，納米粉體對於人體來說有著潛在風險再次，你在內罐上塗了粉體後，如何透過不銹鋼進行光照？再再次，納米光催化的效率有多少？你的紫外光照射強度有多少？需要花多少時間？最後，給你一個思路，直接在鈦金屬上進行氧化處理，在鈦表面生長納米級尺度的二氧化鈦陣列，比你塗抹上粉體效果要好，不容易脫落。如果用勻膠機旋塗，一個不銹鋼容器肯定做不了；如果用燒製法，鋼早就變形了。建議用無機非金屬材料做容器，然後納米二氧化鈦其實可以不用全部塗滿，可以弄一小塊啊。最後說一下，做飲用水的話，安全方面論證需要特別嚴謹，但可以做污水凈化之類的。光源的方面，如果硬是把二氧化鈦做到容器里的話，不嫌麻煩就在裡面裝一個汞燈。能力有限，只能建議這么多啦！

㈥ 二氧化鈦負載二氧化硅的介紹和相比與二氧化鈦的優點等，主要是在光催化降解污水方面

1、優點：穩定性變強了。
2、缺點：① 二氧化硅會導致二氧化鈦光催化能力變版差，甚至催化能力完權全消失（本人的實驗數據證明，當然，國外的很多文獻資料都有介紹），原因是二氧化硅對氧化鈦形成了包覆結構； ② 想不影響光催化或者影響很小，這里的氧化硅的量非常難控制，需要大量的實驗數據，最終還不一定行。
3、總結：個人認為可行性不大。

㈦ 光催化氧化能降解所有廢水中的有機物嗎

可以的，但是要有充分的光照時間和反應時間，控制好水的流量和流速