光催化水熱法所需要的設備

A. 水熱反應釜中反應過後生成的光催化劑為什麼需要無水乙醇洗滌這和無水乙醇的什麼性質有關

用無水乙醇洗的原因是納米結構的表面可能會有雜質吸附，因為納米結構的比表面大而且表面的能量高容易吸附雜質。
也可以用類似的替代，但是乙醇易揮發，最重要的是便宜而且基本無毒，比較好處理

B. 光催化的原理什麼

光催化原理是基於光催化劑在光照的條件下具有的氧化還原能力，從而可以達到內凈化容污染物、物質合成和轉化等目的。

通常情況下，光催化氧化反應以半導體為催化劑，以光為能量，將有機物降解為二氧化碳和水。因此光催化技術作為一種高效、安全的環境友好型環境凈化技術，對室內空氣質量的改善已得到國際學術界的認可。

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光催化有機合成反應的特點如下：

①光是一種非常特殊的生態學上清潔的「試劑」；

②光化學反應條件一般比熱化學要溫和；

③光化學反應能提供安全的工業生產環境，因為反應基本上在室溫或低於室溫下進行；

④有機化合物在進行光化學反應時,不需要進行基團保護；

⑤在常規合成中，可通過插入一步光化學反應大大縮短合成路線。 因此，光化學在合成化學中，特別是在天然產物、醫葯、香料等精細有機合成中具有特別重要的意義。

C. VOCs廢氣處理設備如何處理廢氣的

一、VOCs廢氣處理技術——熱破壞法熱破壞法是指直接和輔助燃燒有機氣體，也就是VOC，或利用合適的催化劑加快VOC的化學反應，最終達到降低有機物濃度，使其不再具有危害性的一種處理方法。熱破壞法對於濃度較低的有機廢氣處理效果比較好，因此，在處理低濃度廢氣中得到了廣泛應用。這種方法主要分為兩種，即直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒對有機廢氣的熱處理效率相對較高，一般情況下可達到 99%。而催化燃燒指的是在催化床層的作用下，加快有機廢氣的化學反應速度。這種方法比直接燃燒用時更少，是高濃度、小流量有機廢氣凈化的首選技術。
二、VOCs廢氣處理技術——吸附法有機廢氣中的吸附法主要適用於低濃度、高通量有機廢氣。現階段，這種有機廢氣的處理方法已經相當成熟，能量消耗比較小，但是處理效率卻非常高，而且可以徹底凈化有害有機廢氣。實踐證明，這種處理方法值得推廣應用。但是這種方法也存在一定缺陷，它需要的設備體積比較龐大，而且工藝流程比較復雜;如果廢氣中有大量雜質，則容易導致工作人員中毒。所以，使用此方法處理廢氣的關鍵在於吸附劑。當前，採用吸附法處理有機廢氣，多使用活性炭，主要是因為活性炭細孔結構比較好，吸附性比較強。此外，經過氧化鐵或臭氧處理，活性炭的吸附性能將會更好，有機廢氣的處理將會更加安全和有效。
三、VOCs廢氣處理技術——生物處理法從處理的基本原理上講，採用生物處理方法處理有機廢氣，是使用微生物的生理過程把有機廢氣中的有害物質轉化為簡單的無機物，比如CO2、H2O和其它簡單無機物等。這是一種無害的有機廢氣處理方式。一般情況下，一個完整的生物處理有機廢氣過程包括3個基本步驟：a) 有機廢氣中的有機污染物首先與水接觸，在水中可以迅速溶解;b) 在液膜中溶解的有機物，在液態濃度低的情況下，可以逐步擴散到生物膜中，進而被附著在生物膜上的微生物吸收;c) 被微生物吸收的有機廢氣，在其自身生理代謝過程中，將會被降解，最終轉化為對環境沒有損害的化合物質。
四、VOCs廢氣處理技術——變壓吸附分離與凈化技術變壓吸附分離與凈化技術是利用氣體組分可吸附在固體材料上的特性，在有機廢氣與分離凈化裝置中，氣體的壓力會出現一定的變化，通過這種壓力變化來處理有機廢氣。PSA 技術主要應用的是物理法，通過物理法來實現有機廢氣的凈化，使用材料主要是沸石分子篩。沸石分子篩，在吸附選擇性和吸附量兩方面有一定優勢。在一定溫度和壓力下，這種沸石分子篩可以吸附有機廢氣中的有機成分，然後把剩餘氣體輸送到下個環節中。在吸附有機廢氣後，通過一定工序將其轉化，保持並提高吸附劑的再生能力，進而可讓吸附劑再次投入使用，然後重復上步驟工序，循環反復，直到有機廢氣得到凈化。近年來，該技術開始在工業生產中應用，對於氣體分離有良好效果。該技術的主要優勢有：能源消耗少、成本比較低、工序操作自動化及分離凈化後混合物純度比較高、環境污染小等。使用該技術對於回收和處理有一定價值的氣體效果良好，市場發展前景廣闊，成為未來有機廢氣處理技術的發展方向。
五、VOCs廢氣處理技術——氧化法對於有毒、有害，而且不需要回收的VOC，熱氧化法是最適合的處理技術和方法。氧化法的基本原理：VOC與O2發生氧化反應，生成CO2和H2O，化學方程式如下：從化學反應方程式上看，該氧化反應和化學上的燃燒過程相類似，但其由於VOC濃度比較低，在化學反應中不會產生肉眼可見的火焰。一般情況下，氧化法通過兩種方法可確保氧化反應的順利進行：a) 加熱。使含有VOC的有機廢氣達到反應溫度;b) 使用催化劑。如果溫度比較低，則氧化反應可在催化劑表面進行。所以，有機廢氣處理的氧化法分為以下兩種方法：a) 催化氧化法。現階段，催化氧化法使用的催化劑有兩種，即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑主要包括Pt、Pd等，它們以細顆粒形式依附在催化劑載體上，而催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩，或散裝填料;非貴金屬催化劑主要是由過渡元素金屬氧化物，比如MnO2，與粘合劑經過一定比例混合，然後製成的催化劑。為有效防止催化劑中毒後喪失催化活性，在處理前必須徹底清除可使催化劑中毒的物質，比如Pb、Zn和Hg等。如果有機廢氣中的催化劑毒物、遮蓋質無法清除，則不可使用這種催化氧化法處理VOC。b) 熱氧化法。熱氧化法當前分為三種：熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式。三種方法的主要區別在於熱量回收方式。這三種方法均能催化法結合，降低化學反應的反應溫度。熱力燃燒式熱氧化器，一般情況下是指氣體焚燒爐。這種氣體焚燒爐由助燃劑、混合區和燃燒室三部分組成。其中，助燃劑，比如天然氣、石油等，是輔助燃料，在燃燒過程中，焚燒爐內產生的熱混合區可對VOC廢氣預熱，預熱後便可為有機廢氣的處理提供足夠空間、時間，最終實現有機廢氣的無害化處理。在供氧充足條件下，氧化反應的反應程度——VOC去除率——主要取決於「三T條件」：反應溫度(Temperat)、時間(Time)、湍流混合情況(Turbulence)。這「三T條件」是相互聯系的，在一定范圍內，一個條件的改善可使另外兩個條件降低。熱力燃燒式熱氧化器的缺點在於：輔助燃料價格高，導致裝置操作費用比較高。間壁式熱氧化器指的是在熱氧化裝置中，加入間壁式熱交換器，進而把燃燒室排出氣體的熱量傳送給氧化裝置進口處溫度比較低的氣體，預熱完成後便可促成氧化反應。現階段，間壁式熱交換器的熱回收率最高可達85%，因此大幅降低了輔助燃料的消耗。一般情況下，間壁式熱交換器有三種形式：管式、殼式和板式。由於熱氧化溫度必須控制在800 ℃～1 000 ℃范圍內，因此，間壁式熱交換必須由不銹鋼或合金材料製成。所以間壁式熱交換器的造價相當高，而這也是其缺點所在。此外，材料的熱應力也很難消除，這是間壁式熱交換的另外一個缺點。蓄熱式熱氧化器，簡稱為RTO，在熱氧化裝置中計入蓄熱式熱交換器，在完成VOC預熱後便可進行氧化反應。現階段，蓄熱式熱氧化器的熱回收率已經達到了95%，且其佔用空間比較小，輔助燃料的消耗也比較少。由於當前的蓄熱材料可使用陶瓷填料，其可處理腐蝕性或含有顆粒物的VOC氣體。現階段，RTO裝置分為旋轉式和閥門切換式兩種，其中，閥門切換式是最常見的一種，由2個或多個陶瓷填充床組成，通過切換閥門來達到改變氣流方向的目的。
六、VOCs廢氣處理技術——液體吸收法液體吸收法指的是通過吸收劑與有機廢氣接觸，把有機廢氣中的有害分子轉移到吸收劑中，從而實現分離有機廢氣的目的。這種處理方法是一種典型的物理化學作用過程。有機廢氣轉移到吸收劑中後，採用解析方法把吸收劑中有害分子去除掉，然後回收，實現吸收劑的重復使用和利用。從作用原理的角度劃分，此方法可分為化學方法和物理方法。物理方法是指利用物質之間相溶的原理，把水看作吸收劑，把有機廢氣中的有害分子去除掉，但是對於不溶於水的廢氣，比如苯，則只能通過化學方法清除，也就是通過有機廢氣與溶劑發生化學反應，然後予以去除。
七、VOCs廢氣處理技術——冷凝回收法在不同溫度下，有機物質的飽和度不同，冷凝回收法便是利用有機物這一特點來發揮作用，通過降低或提高系統壓力，把處於蒸汽環境中的有機物質通過冷凝方式提取出來。冷凝提取後，有機廢氣便可得到比較高的凈化。其缺點是操作難度比較大，在常溫下也不容易用冷卻水來完成，需要給冷凝水降溫，所以需要較多費用。這種處理方法主要適用於濃度高且溫度比較低的有機廢氣處理。

D. 光催化材料常用的表徵方法有哪些

1、粉末X射線衍射法，除了用於對固體樣品進行物相分析外，還可用來測定晶體 結構的晶胞參數、點陣型式及簡單結構的原子坐標。X射線衍射分析用於物相分析 的原理是:由各衍射峰的角度位置所確定的晶面間距d以及它們的相對強度Ilh是物 質的固有特徵。

而每種物質都有特定的晶胞尺寸和晶體結構，這些又都與衍射強 度和衍射角有著對應關系，因此，可以根據衍射數據來鑒別晶體結構。此外，依據XRD衍射圖，利用Schercr公式:,K,, (2), Lcos,式中p為衍射峰的半高寬所對應的弧度值;K為形態常數，可取0.94或0.89。

為X 射線波長，當使用銅靶時，又1.54187 A; L為粒度大小或一致衍射晶疇大小;e為 布拉格衍射角。用衍射峰的半高寬FWHM和位置(2a)可以計算納米粒子的粒徑。

2、熱分析表徵。熱分析技術應用於固體催化劑方面的研究，主要是利用熱分析跟蹤氧化物制 備過程中的重量變化、熱變化和狀態變化。

採用的熱分析技術是在氧化物分析中常用的示差掃描熱法和熱重法，簡稱為DSC-TG法。採用STA-449C型綜合熱分析儀(德,10國耐馳)進行熱分析，N2保護器。升溫速率為10 C.min 。

3、掃描隧道顯微鏡法。掃描隧道顯微鏡有原子量級的高解析度，其平行和垂直於表面方向的解析度 分別為0.1 nm和0.01nm，即能夠分辨出單個原子，因此可直接觀察晶體表面的近原子像;其次是能得到表面的三維圖像，可用於測量具有周期性或不具備周期性的 表面結構。

通過探針可以操縱和移動單個分子或原子，按照人們的意願排布分子 和原子，以及實現對表面進行納米尺度的微加工。

4、透射電子顯微鏡法。透射電鏡可用於觀測微粒的尺寸、形態、粒徑大小、分布狀況、粒徑分布范 圍等，並用統計平均方法計算粒徑，一般的電鏡觀察的是產物粒子的顆粒度而不 是晶粒度。高分辨電子顯微鏡(HRTEM)可直接觀察微晶結構，尤其是為界面原 子結構分析提供了有效手段。

它可以觀察到微小顆粒的固體外觀，根據晶體形貌 和相應的衍射花樣、高分辨像可以研究晶體的生長方向。測試樣品的制備同SEM 樣品。本研究採用 JEM-3010E高分辨透射電子顯微鏡(日本理學)分析晶體結構， 加速電壓為200 kV 。

5、X射線能量彌散譜儀法。每一種元素都有它自己的特徵X射線，根據特徵X射線的波長和強度就能得出定性和定量的分析結果，這是用X射線做成分分析的理論依據。

EDS分析的元 素范圍Be4-U9a，一般的測量限度是0.01%，最小的分析區域在5~50A，分析時間幾分鍾即可。X射線能譜儀是一種微區微量分析儀。

(4)光催化水熱法所需要的設備擴展閱讀：

世界上能作為光催化材料的有很多，包括二氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、二氧化鋯、硫化鎘等多種氧化物硫化物半導體，其中二氧化鈦因其氧化能力強，化學性質穩定無毒，成為世界上最當紅的納米光觸媒材料。

在早期，也曾經較多使用硫化鎘(CdS)和氧化鋅(ZnO)作為光觸媒材料，但是由於這兩者的化學性質不穩定，會在光催化的同時發生光溶解，溶出有害的金屬離子具有一定的生物毒性，故發達國家目前已經很少將它們用作為民用光催化材料，部分工業光催化領域還在使用[1]。

性能：由CeO2（70%-90%） ZrO2（30%-10%）組成，形成ZrO2穩定CeO2的均勻復合物，外觀呈淺黃色，具有納米層狀結構，在 1000℃ 經4小時老化後，比表面仍較大（>15M# G），因此高溫下也能保持較高的活性。

用途：適用於高溫催化材料,如汽車尾氣催化劑。

E. 需要知道納米TiO2光催化氧化技術的詳細介紹

學了三年才知道點，沒有分，不想告訴你

F. 光氧催化設備的管道一般是什麼材質的

光化學及光催化氧化法是目前研究較多的一項高級氧化技術。所謂光催化反應，就是在光的作用下進行的化學反應。光化學反應需要分子吸收特定波長的電磁輻射，受激產生分子激發態，然後會發生化學反應生成新的物質，或者變成引發熱反應的中間化學產物。光化學反應的活化能來源於光子的能量，在太陽能的利用中光電轉化以及光化學轉化一直是十分活躍的研究領域。

G. 氧化鋅 光催化劑 分解水

氧化鋅粉末氧化鋅（ZnO），俗稱鋅白，是鋅的一種氧化物。難溶於水，可溶於酸和強鹼。氧化鋅是一種常用的化學添加劑，廣泛地應用於塑料、硅酸鹽製品、合成橡膠、潤滑油、油漆塗料、葯膏、粘合劑、食品、電池、阻燃劑等產品的製作中。氧化鋅的能帶隙和激子束縛能較大，透明度高，有優異的常溫發光性能，在半導體領域的液晶顯示器、薄膜晶體管、發光二極體等產品中均有應用。此外，微顆粒的氧化鋅作為一種納米材料也開始在相關領域發揮作用。
理化常數
CAS編號：1314-13-2 化學式：ZnO 分子量：81.37 外觀：白色固體 相對密度：5.606 熔點：1975 °C（分解） 沸點：2360 °C 在水中溶解度：0.16 mg / 100 mL（30 °C） 能帶隙：3.3eV 標准摩爾生成焓：-348.0 kJ / mol 標准摩爾熵：43.9 J / (K · mol) MSDS編號：ICSC 0208 EU分類：對環境有害（N） 警示性質標准詞：R50/53（對水生生物有劇毒，可能對水生環境造成長期的不良影響） 安全建議標准詞：S60（物質及容器必須按危險廢物放置）、S61（防止排向環境） 閃點：1436 °C
[編輯本段]化學性質
氧化鋅主要以白色粉末或紅鋅礦石的形式存在。紅鋅礦中含有的少量錳元素等雜質使得礦石呈現黃色或紅色。氧化鋅晶體受熱時，會有少量氧原子溢出（800 °C時溢出氧原子占總數0.007%），使得物質顯現黃色。當溫度下降後晶體則恢復白色。 當溫度達1975 °C時氧化鋅會分解產生鋅蒸氣和氧氣。單質碳可用於氧化鋅中鋅的還原，在高溫條件下發生反應： · ZnO + C → Zn + CO 氧化鋅是一種兩性氧化物，難溶於水或乙醇，但可溶於大多數酸，例如鹽酸： · ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O 同時可以與強鹼反應生成可溶性鋅酸鹽，例如與氫氧化鈉反應： · ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4] 氧化鋅在脂肪酸中可發生緩慢的反應，生成相應的羧酸鹽，如油酸鹽和硬脂酸鹽。氧化鋅可以與硫化氫發生反應，在工業生產中該反應常用來除去混合氣體中的硫化氫： · ZnO + H2S → ZnS + H2O 氧化鋅與濃氯化鋅水溶液混合時生成鹼式氯化鋅，具有類似水泥的硬化性質，常用於牙科手術。氧化鋅和磷酸反應生成的四水合磷酸鋅（Zn3(PO4)2·4H2O）也具有相同的性質。 氧化鋅與鎂粉、鋁粉、氯化橡膠、亞麻籽油接觸會發生劇烈反應，發生起火或爆炸的危險。含有氧化鋅的軟膏與水混合暴露在紫外線光下則可產生過氧化氫。
[編輯本段]物理性質
晶體結構
氧化鋅兩種晶體結構氧化鋅晶體有三種結構：六邊纖鋅礦結構、立方閃鋅礦結構，以及比較罕見的氯化鈉式八面體結構。纖鋅礦結構在三者中穩定性最高，因而最常見。立方閃鋅礦結構可由逐漸在表面生成氧化鋅的方式獲得。在兩種晶體中，每個鋅或氧原子都與相鄰原子組成以其為中心的正四面體結構。 八面體結構則只曾在100億帕斯卡的高壓條件下被觀察到。 纖鋅礦結構、閃鋅礦結構有中心對稱性，但都沒有軸對稱性。晶體的對稱性質使得纖鋅礦結構具有壓電效應和焦熱點效應，閃鋅礦結構具有壓電效應。 纖鋅礦結構的點群為6mm（國際符號表示），空間群是P63mc。晶格常量中，a = 3.25 埃，c = 5.2 埃；c/a比率約為1.60，接近1.633的理想六邊形比例。在半導體材料中，鋅、氧多以離子鍵結合，是其壓電性高的原因之一。
力學性能
氧化鋅的硬度約為4.5，是一種相對較軟的材料。氧化鋅的彈性常數比氮化鎵等III-V族族半導體材料要小。氧化鋅的熱穩定性和熱傳導性較好，而且沸點高，熱膨脹系數低，在陶瓷材料領域有用武之地。 在各種具有四面體結構的半導體材料中，氧化鋅有著最高的壓電張量。該特性使得氧化鋅成為機械電耦合重要的材料之一。
電學性質
在室溫下，氧化鋅的能帶隙約為3.3 eV，因此，純凈的氧化鋅是無色透明的。高能帶隙為氧化鋅帶來擊穿電壓高、維持電場能力強、電子雜訊小、可承受功率高等優點。氧化鋅混入一定比例的氧化鎂或氧化鎘，會使能帶隙在3-4 eV之間變化。 即使沒有摻入任何其它物質，氧化鋅具有N型半導體的特徵。N型半導體特徵曾被認為與化合物原子的非整比性有關，而對純凈氧化鋅的研究則成為一個反例。使用鋁、鎵、銦等第III主族元素或氯、碘等鹵素可以調節其N型半導體性能。而要將氧化鋅製成P型半導體則存在一定的難度。可用的添加劑包括鋰、納、鉀等鹼金屬元素，氮、磷、砷等第V主族元素，銅、銀等金屬，但都需要在特殊條件下才具有效用。
[編輯本段]制備途徑
自然界的紅鋅礦中存在氧化鋅，但純度不高。工業生產中使用的氧化鋅通常以燃燒鋅或焙燒閃鋅礦的方式取得。全球氧化鋅的年產量在1000萬噸左右，[1]有以下幾種生產方法。
間接法
間接法的原材料是經過冶煉得到的金屬鋅錠或鋅渣。鋅在石墨坩堝內於1000 °C的高溫下轉換為鋅蒸汽，隨後被鼓入的空氣氧化生成氧化鋅，並在冷卻管後收集得氧化鋅顆粒。間接法是於1844年由法國科學家勒克萊爾（LeClaire）推廣的，因此又稱為法國法。間接法生產氧化鋅的工藝技術簡單，成本受原料的影響較大。 間接法生產的氧化鋅顆粒直徑在0.1-10微米左右，純度在99.5%-99.7%之間。按總產量計算，間接法是生產氧化鋅最主要的方法。間接法生產的氧化鋅可用於橡膠、壓敏電阻、油漆等產業。鋅錠或鋅渣的重金屬含量直接影響產物的重金屬雜質含量，重金屬含量低的產品，還可用於家畜飼料、葯品、醫療保健等產業。
直接法
直接法以各種含鋅礦物或雜物為原料。氧化鋅在與焦炭加熱反應時，被還原成金屬鋅被蒸汽，同時再被空氣中的氧氣氧化為氧化鋅，以除去大部分雜質。直接法獲得的氧化鋅顆粒粗，產品純度在75%-95%之間，一般用於要求較低的橡膠、陶瓷行業。
濕化學法
濕化學法大體可分為兩類：酸法與氨法。二者分別使用酸或鹼與原料反應，而後制備碳酸鋅或氫氧化鋅沉澱。經過過濾、洗滌、烘乾和800°C的煅燒後，最終得到粒徑在1~100納米的高純度輕質氧化鋅。 酸法通常是將含鋅原料與硫酸反應，得到含有重金屬離子的非純凈的硫酸鋅溶液。然後經過氧化除雜、還原除雜，以及多次沉澱，除去大量的鐵、錳、銅、鉛、鎘、砷等離子，得到純凈的硫酸鋅溶液。將此溶液與純鹼中和，得到固體的鹼式碳酸鋅。鹼式碳酸鋅經洗滌、烘乾及煅燒，得到輕質氧化鋅。酸法生產的產品質量較高。 氨法通常是用氨水及碳銨與含鋅原料反應，得到鋅氨絡合物，然後除雜，得到合格的鋅氨絡合溶液，然後經過蒸氨，使鋅氨絡合物轉換為鹼式碳酸鋅。最後經烘乾、煅燒而得到輕質氧化鋅。氨法的成本相對較低。
水熱合成法
水熱合成法是指在密閉的反應器（高壓釜）中，通過將反應體系水溶液加熱至臨界溫度，從而產生高壓環境並進行無機合成的一種生產方法。該方法獲得的氧化鋅晶粒半徑小，且結晶完好。將水熱法與模板技術相結合，則能獲得不同形態、不同尺寸的納米氧化鋅粉體。該方法目前還僅停留在試驗階段，尚存在工藝設備復雜、成本較高的問題，但也被認為是一種很有產業化潛力的方法。
噴霧熱分解法
噴霧熱解法是將金屬鹽溶液以霧狀噴入高溫氣氛中，通過溶劑的蒸發及隨後的金屬鹽熱分解，直接獲得納米氧化物粉體；或者是將溶液噴入高溫氣氛中乾燥，然後經熱處理形成粉體的生產方法。該法制備的納米粉體純度高，分散性好，粒徑分布均勻，化學活性好，並且工藝操作簡單，易於控制，設備造價低廉，是最具產業化潛力的納米級別氧化鋅粉體的制備方法之一。
[編輯本段]應用領域
橡膠製造
工業生產的氧化鋅有50%流向橡膠工業。氧化鋅和硬脂酸作為橡膠硫化的重要反應物，是橡膠製造的原料之一。氧化鋅和硬脂酸的混合加強了橡膠的硬化度。氧化鋅也是汽車輪胎的重要添加劑。除了硫化作用，氧化鋅能大大提高橡膠的熱傳導性能，從而有助於輪胎的散熱，保證行車安全。氧化鋅添加劑同時也阻止了黴菌生物或紫外線對橡膠的侵蝕。
硅酸鹽工業
氧化鋅是水泥的一種添加劑，能縮減水泥的硬化時間，並提高水泥的防水性能。在玻璃、陶瓷的製作中，氧化鋅可用作助熔劑，降低玻璃和陶瓷的燒結溫度。 添加鋁、鎵和氮的氧化鋅的透明度達90%，可用作玻璃塗料，讓可見光通過的同時反射紅外線。塗料可塗在窗戶玻璃的內或外，以達到保溫或隔熱的效果。
醫葯衛生
氧化鋅具有除臭、抗菌的功能，因而常被添加入棉織物、橡膠、食品包裝等。在食品中添加的氧化鋅不僅具有一定的防腐作用，更能作為鋅源為人體補充必需的鋅元素。 氧化鋅可用於改良皮膚健康狀況，如嬰兒爽身粉、尿布疹葯膏、鋅膏、抗頭屑洗發水和防腐葯劑。混有約0.5%氧化鐵的氧化鋅被稱為爐甘石，製造用於治療急性瘙癢性皮膚病的爐甘石洗劑。一些運動綳帶也摻入了氧化鋅，防止運動員在運動中發生軟組織損傷。 氧化鋅吸收波長280-400nm的紫外線的能力格外強，因此常應用於各種防曬霜產品中，以防止曬傷和其他由紫外線引起的皮膚病。 以氧化鋅為原料的丁香油氧化鋅粘固粉可用作補牙材料或窩洞封閉材料，而氧化鋅常作為丁香油氧化鋅粘固粉的簡稱。 氧化鋅是香煙過濾嘴的一種添加物，混合氧化鋅和氧化鐵的木炭過濾嘴能夠除去煙霧中的大量氰化氫和硫化氫，而不會影響其香味。
著色材料
鋅白顏料氧化鋅在顏料中稱為鋅白，[2]其透明度介於立德粉和二氧化鈦之間。中國白是一種特殊的鋅白，是畫家繪畫的一種顏料。鋅白相對於傳統的白鉛，在陽光下能保持永久，它不會受含硫空氣的污染，而且無毒、價廉。 含有氧化鋅的油漆是傳統的金屬防腐塗料，對鍍鋅鐵效果尤佳。相比有機塗料，氧化鋅的著色力和遮蓋力強，而且能夠防黴菌、防紫外線輻射，具有更好的防腐效果。
電子領域
氧化鋅在常溫下的能帶隙很高，因此常用來製造激光二極體和發光二極體。而相對於能帶隙同樣很高的氮化鎵，氧化鋅具有更大的激子結合能（室溫下約60meV），因而發光亮度更高。此外，氧化鋅在高能射線和濕化學腐蝕下的穩定性也是其被廣泛應用的重要原因。 摻有鋁元素的氧化鋅被用作透明電極，該復合材料的成本和毒性比傳統的氧化銦錫要小得多。氧化鋅已經在太陽能電池和液晶顯示屏上得到應用。 氧化鋅也可以用來製造透明薄膜晶體管（TTFT），由於其屬於場效應管，元件並不需要PN結，從而避免了氧化鋅難以製成P型半導體的問題。
納米氧化鋅的應用
納米氧化鋅由於顆粒半徑小，比表面積大，與普通氧化鋅材料相比顯示出許多新異的物理、化學特性，從而具有普通氧化鋅材料無法比擬的特殊性能和新用途。納米氧化鋅在航天、電子、冶金、化學、生物和環保等領域中展示了十分廣闊、誘人的應用前景。 例如，納米氧化鋅粉體在吸收紫外線的同時，還可透過85%以上的可見光。因此，納米氧化鋅可以用作汽車玻璃和建築玻璃的添加劑，以屏蔽具有潛在危害的紫外線。市場上已有添迦納米氧化鋅的防紫外線眼鏡片出售。由於納米氧化鋅是一種良好的光催化劑，有光線照射時，在水和空氣中就能自動分解出自由移動的帶負電荷的電子，同時留下帶正電荷的空穴，從而激活空氣中的氧使之變為活性氧，能殺滅大多數病菌和病毒殺死。因此，添迦納米氧化鋅的玻璃、陶瓷製品可具有自潔性能。燒制陶瓷時，使用納米氧化鋅的用量可降至普通氧化鋅用量的1/2到1/3，卻具有更高的強度和硬度，更低的燒結溫度，以及更光亮的表面。納米氧化鋅粉體還有「隨角變色效應」的光學特性，即塗色物體的顏色可隨著觀察者視線角度的變化而隨之變化。將納米氧化鋅粉體用於汽車塗料中的面料，可生產出「變色龍」汽車，車在運動過程中，能給予觀察者以變幻不同的艷麗色彩感。 納米氧化鋅製成的薄膜具有壓敏性（主要表現在非線性伏安特徵上)。氧化鋅壓敏材料受高於自身壓敏電壓的外加電壓作用時，即進入擊穿電壓區，此時電壓的微小變化即會引起電流的迅速增大。這一特徵使氧化鋅壓敏材料在各種電路的過流保護方面得到廣泛應用。隨著集成電路的快速發展，人們對壓敏電阻也越來越低壓化和小功率化，壓敏電壓小於5V的壓敏電阻變得越來越重要。氧化鋅壓敏電阻的壓敏性質來自其晶界效應（與界面數有關，界面數越多，壓敏電壓越大，反之越小）。增大氧化鋅晶體的粒徑或減少氧化鋅材料的厚度，都是降低其壓敏電壓的有效途徑。 納米級別大小的氧化鋅棒狀顆粒被用於製造測定空氣成分的感測器。空氣中的特定成分與感測器上的各種納米材料接觸，並產生對應的電信號。納米氧化鋅對酒精、丙酮等有機蒸汽以及含某些元素摻雜之後對有害氣體具有較高的敏感性。在健康檢測、監測人的血液酒精濃度以及監測大氣中的酒精濃度等方面有頻繁的應用。
[編輯本段]使用歷史
人類很早便學會了使用氧化鋅作塗料或外用醫葯，但人類發現氧化鋅的歷史很難追溯。 在古印度醫學著作《查卡拉本集》中記載了一種後被認定是氧化鋅的葯物，用來治療眼疾和外傷。公元1世紀，希臘醫生迪奧斯科里季斯也曾提到用氧化鋅做葯膏。阿維森納於1025年完成的《回回葯方》中將氧化鋅描述為治療各種皮膚疾病，包括皮膚癌的首選葯品。現今，人們不再用氧化鋅治皮膚癌，但仍廣泛用於其它普通皮膚病症。 羅馬人早在公元前200年便學會用銅和含氧化鋅的鋅礦石反應製作黃銅。氧化鋅在豎爐中化作鋅蒸汽，滾進煙道發生反應。迪奧斯科里季斯同樣對此有所介紹。 公元12世紀起，印度人認識了鋅和鋅礦，並開始用原始的方式冶鋅。冶鋅技術在17世紀傳入中國。1743年，英國布里斯托爾建立了歐洲第一個鋅冶煉工廠。[3] 氧化鋅在古代和近代的另一主要用途是塗料，稱為鋅白。1834年，鋅白首次成為水彩顏料，但鋅白難溶於油。不過很快問題就由新的氧化鋅生產工藝解決。1845年，勒克萊爾開始在巴黎大規模生產鋅白油畫顏料，到1850年，鋅白在整個歐洲流行開來。鋅白的純凈度很高，以至於在19世紀末，一些藝術家在畫上塗滿鋅白作為底色，然而這些畫作經過百年後都出現了裂紋。 在20世紀後半葉，氧化鋅多用在了橡膠工業。在20世紀70年代，氧化鋅的第二大用途是復印紙添加劑，但在21世紀氧化鋅作復印紙添加劑的做法已經被淘汰。同時，晶粒微小的氧化鋅開始在納米材料領域擴展應用范圍。
[編輯本段]安全問題
氧化鋅可添入食品中以防腐或補充鋅元素，但是產品要求嚴格，尤要控制有害重金屬元素含量。 氧化鋅本身是無毒的，但可吸入的氧化鋅顆粒是有害的。冶鋅工業、黃銅制備、鍍鋅工作中都有可能產生氧化鋅的煙。為防止煙霧，鍍鋅的鐵不能夠直接焊接，需要首先除去表面的鋅膜

H. 目前用於環境水處理領域的光催化劑主要種類有哪些

目前用於環境水處理領域的光催化劑主要種類有哪些
深度處理常見的方法有以下幾種。

1.1 活性炭吸附法與離子交換
活性炭是一種多孔性物質，而且易於自動控制，對水量、水質、水溫變化適應性強，因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應用前景的污水深度處理技術。活性炭對分子量在500～3 000的有機物有十分明顯的去除效果，去除率一般為70%～86.7%[1]，可經濟有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產物、氯化有機物、農葯、放射性有機物等。
常用的活性炭主要有粉末活性炭（PAC）、顆粒活性炭（GAC）和生物活性碳（BAC）三大類。近年來，國外對PAC的研究較多，已經深入到對各種具體污染物的吸附能力的研究。淄博市引黃供水有限公司根據水污染的程度，在水處理系統中，投加粉末活性炭去除水中的COD，過濾後水的色度能降底1～2度；臭味降低到0度[2]。GAC在國外水處理中應用較多，處理效果也較穩定，美國環保署（USEPA）飲用水標準的64項有機物指標中，有51項將GAC列為最有效技術[3]。
GAC處理工藝的缺點是基建和運行費用較高，且容易產生亞硝酸鹽等致癌物，突發性污染適應性差。如何進一步降低基建投資和運行費用，降低活性炭再生成本將成為今後的研究重點。BAC可以發揮生化和物化處理的協同作用，從而延長活性炭的工作周期，大大提高處理效率，改善出水水質。不足之處在於活性炭微孔極易被阻塞、進水水質的pH 適用范圍窄、抗沖擊負荷差等。目前，歐洲應用BAC技術的水廠已發展到70個以上，應用最廣泛的是對水進行深度處理[4]。撫順石化分公司石油三廠採用BAC技術，既節省了新鮮水的補充量，減少污水排放量，減輕水體污染，降低生產成本，還體現了經濟效益和社會效益的統一[5]。今後的研究重點是降低投資成本和增加各種預處理措施與BAC聯用，提高處理效果。
1.2 膜分離法
膜分離技術是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術[6,7]。它的最大特點是分離過程中不伴隨有相的變化，僅靠一定的壓力作為驅動力就能獲得很高的分離效果，是一種非常節省能源的分離技術。
微濾可以除去細菌、病毒和寄生生物等，還可以降低水中的磷酸鹽含量。天津開發區污水處理廠採用微濾膜對SBR二級出水進行深度處理, 滿足了景觀、沖洗路面和沖廁等市政雜用和生活雜用的需求[8]。
超濾用於去除大分子，對二級出水的COD和BOD去除率大於50%。北京市高碑店污水處理廠採用超濾法對二級出水進行深度處理，產水水質達到生活雜用水標准，回用污水用於洗車，每年可節約用水4 700 m3[9]。
反滲透用於降低礦化度和去除總溶解固體，對二級出水的脫鹽率達到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，細菌去除率90%以上[10]。緬甸某電廠採用反滲透膜和電除鹽聯用技術，用於鍋爐補給水。經反滲透處理的水，能去除絕大部分的無機鹽、有機物和微生物[11]。
納濾介於反滲透和超濾之間，其操作壓力通常為0.5～1.0 MPa，納濾膜的一個顯著特點是具有離子選擇性，它對二價離子的去除率高達95%以上，一價離子的去除率較低，為40%～80%[12]。潘巧明等人採用膜生物反應器－納濾膜集成技術處理糖蜜制酒精廢水取得了較好結果，出水COD小於100 mg/L，廢水回用率大於80%[13]。
我國的膜技術在深度處理領域的應用與世界先進水平尚有較大差距。今後的研究重點是開發、製造高強度、長壽命、抗污染、高通量的膜材料，著重解決膜污染、濃差極化及清洗等關鍵問題。
1.3 高級氧化法
工業生產中排放的高濃度有機污染物和有毒有害污染物，種類多、危害大，有些污染物難以生物降解且對生化反應有抑制和毒害作用。而高級氧化法在反應中產生活性極強的自由基（如•OH等），使難降解有機污染物轉變成易降解小分子物質，甚至直接生成CO2和H2O，達到無害化目的。
1.3.1 濕式氧化法
濕式氧化法（WAO）是在高溫（150～350 ℃）、高壓（0.5～20 MPa）下利用O2或空氣作為氧化劑，氧化水中的有機物或無機物，達到去除污染物的目的，其最終產物是CO2和H2O[14]。福建煉油化工有限公司於2002年引進了WAO工藝，徹底解決了鹼渣的後續治理和惡臭污染問題，而且運行成本低，氧化效率高[15]。
1.3.2 濕式催化氧化法
濕式催化氧化法（CWAO）是在傳統的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑使氧化反應能在更溫和的條件下和更短的時間內完成，也因此可減輕設備腐蝕、降低運行費用[16,17]。目前，建於昆明市的一套連續流動型CWAO工業實驗裝置，已經體現出了較好的經濟性[18]。
濕式催化氧化法的催化劑一般分為金屬鹽、氧化物和復合氧化物3類。目前，考慮經濟性，應用最多的催化劑是過渡金屬氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其鹽類。採用固體催化劑還可避免催化劑的流失、二次污染的產生及資金的浪費。
1.3.3 超臨界水氧化法
超臨界水氧化法把溫度和壓力升高到水的臨界點以上，該狀態的水就稱為超臨界水。在此狀態下水的密度、介電常數、粘度、擴散系數、電導率和溶劑化學性能都不同於普通水。較高的反應溫度（400～600 ℃)和壓力也使反應速率加快，可以在幾秒鍾內對有機物達到很高的破壞效率。
美國德克薩斯州哈靈頓首次大規模應用超臨界水氧化法處理污泥，日處理量達9.8 t。系統運行證明其COD的去除率達到99.9%以上，污泥中的有機成分全部轉化為CO2、H2O以及其他無害物質，且運行成本較低[19]。
1.3.4 光化學催化氧化法
目前研究較多的光化學催化氧化法主要分為Fenton試劑法、類Fenton試劑法和以TiO2為主體的氧化法。
Fenton試劑法由Fenton在20世紀發現，如今作為廢水處理領域中有意義的研究方法重新被重視起來。Fenton試劑依靠H2O2和Fe2+鹽生成•OH，對於廢水處理來說，這種反應物是一個非常有吸引力的氧化體系，因為鐵是很豐富且無毒的元素，而且H2O2也很容易操作，對環境也是安全的[20]。Fenton試劑能夠破壞廢水中諸如苯酚和除草劑等有毒化合物。目前國內對於Fenton試劑用於印染廢水處理方面的研究很多，結果證明Fenton 試劑對於印染廢水的脫色效果非常好。另外，國內外的研究還證明，用Fenton試劑可有效地處理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物質的廢水。
類Fenton試劑法具有設備簡單、反應條件溫和、操作方便等優點，在處理有毒有害難生物降解有機廢水中極具應用潛力。該法實際應用的主要問題是處理費用高，只適用於低濃度、少量廢水的處理。將其作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法，再與其他處理方法（如生物法、混凝法等）聯用，則可以更好地降低廢水處理成本、提高處理效率，並拓寬該技術的應用范圍。
光催化法是利用光照某些具有能帶結構的半導體光催化劑如TiO2、ZnO、CdS、WO3等誘發強氧化自由基•OH，使許多難以實現的化學反應能在常規條件下進行。銳鈦礦中形成的TiO2具有穩定性高、性能優良和成本低等特徵。在全世界范圍內開展的最新研究是獲得改良的（摻入其他成分）TiO2，改良後的TiO2具有更寬的吸收譜線和更高的量子產生率。
1.3.5 電化學氧化法
電化學氧化又稱電化學燃燒，是環境電化學的一個分支。其基本原理是在電極表面的電催化作用下或在由電場作用而產生的自由基作用下使有機物氧化。除可將有機物徹底氧化為CO2和H2O外，電化學氧化還可作為生物處理的預處理工藝，將非生物相容性的物質經電化學轉化後變為生物相容性物質。這種方法具有能量利用率高，低溫下也可進行；設備相對較為簡單，操作費用低，易於自動控制；無二次污染等特點。
1.3.6 超聲輻射降解法
超聲輻射降解法主要源於液體在超聲波輻射下產生空化氣泡，它能吸收聲能並在極短時間內崩潰釋放能量，在其周圍極小的空間范圍內產生1 900～5 200 K的高溫和超過50 MPa的高壓。進入空化氣泡的水分子可發生分解反應產生高氧化活性的•OH，誘發有機物降解；此外，在空化氣泡表層的水分子則可以形成超臨界水，有利於化學反應速度的提高。
超聲波對含鹵化物的脫鹵、氧化效果顯著，氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有機物最終的降解產物為HCl、H2O、CO、CO2等。超聲降解對硝基化合物的脫硝基也很有效。添加O3、H2O2、Fenton試劑等氧化劑將進一步增強超聲降解效果。超聲與其他氧化法的組合是目前的研究熱點，如US/O3、US/H2O2、US/Fenton、US/光化學法。目前，超聲輻射降解水體污染物的研究仍處於試驗探索階段。
1.3.7 輻射法
輻射法是利用高能射線（γ、χ射線）和電子束等對化合物的破壞作用所開發的污水輻射凈化法。一般認為輻射技術處理有機廢水的反應機理是由於水在高能輻射的作用下產生•OH、H2O2、•HO2等高活性粒子，再由這些高活性粒子誘發反應，使有害物質降解。
輻射法對有機物的處理效率高、操作簡便。該技術存在的主要難題是用於產生高能粒子的裝置昂貴、技術要求高，而且該法的能耗大、能量利用率較低；此外為避免輻射對人體的危害，還需要特殊的保護措施。更多資料可登錄易凈水網查看。因此該法要投入運行，還需進行大量的研究探索工作。
1.4 臭氧法
臭氧具有極強的氧化性，對許多有機物或官能團發生反應，有效地改善水質。臭氧能氧化分解水中各種雜質所造成的色、嗅，其脫色效果比活性炭好；還能降低出水濁度，起到良好的絮凝作用，提高過濾濾速或者延長過濾周期。目前，由於國內的臭氧發生技術和工藝比較落後，所以運行費用過高，推廣有難度。

I. 光解水制氫的光催化劑的研究

鉭酸鹽ATaO3(A =Li,K) ,A2SrTa2O7 · nH2O (A = H, K, Rb) 等雖然化學成分不同，但是它們的晶體結構類似，共同點是都具八面體TaO6。Kato H等對鉭酸鹽系列的LiTaO3 、NaTaO3、KTaO3的光催化活性進行了研究，發現無負載的LiTaO3、NaTaO3在紫外光的照射下均取得了較好的光催化效果，而負載NiO的NaTaO3，在紫外光的照射下，其分解水的活性顯著提高，量子效率達到了28%，然而當LiTaO3和KTaO3負載NiO後，其光催化活性反而降低了，其原因可從鉭酸鹽的導帶位置得到解釋，NaTaO3的導帶位置比NiO的導帶高，因此，在NaTaO3的導帶產生的光生電子很容轉移到NiO的導帶上，從而增強了電子和空穴的分離，提高了光催化活性。KTaO3的導帶位置比NiO的導帶位置低，不能產生這種效果；而LiTaO3在負載NiO以後，Li+摻雜到NiO當中，造成NiO催化劑的失活，使LiTaO3的光催化活性降低了。Kudo A發現鹼金屬、
鹼土金屬鉭酸鹽作為一種在紫外光線下分解水的催化材料，在沒有負載物的條件下表現出很高的活性，在該類催化劑中摻雜La後，NiO / NaTaO3表現出最高的活性。Ikeda S等用水熱法合成了Ca2Ta2O7、Na2Ta2O6、K2Ta2O6，將負載NiO的Ca2Ta2O7和純Ca2Ta2O7分別放在0.1 mmol dm3的NaOH溶液中，通過紫外光的照射，發現到反應結束時，NiO/Ca2Ta2O7比純Ca2Ta2O7節省了6小時，反應前後分別用XRD進行分析，表明Ca2Ta2O7沒有發生晶型結構變化。將NiO/Na2Ta2O6、 NiO/ K2Ta2O6 、NiO/ Ca2Ta2O7三者進行對比實驗，發現NiO/ Na2Ta2O6 和NiO/K2Ta2O6比NiO/ Ca2Ta2O7的催化能力強，這可能是由於Ca2Ta2O7的能隙比Na2Ta2O6、K2Ta2O6的窄，也可能是由於Ca2Ta2O7的晶體化程度沒有Na2Ta2O6、K2Ta2O6高。Yoshioka K等研究了SrTa2O6、Sr4Ta2O9、Sr5Ta4O15 、Sr2Ta2O7 對水的催化活性，發現它們的催化活性依次為Sr2Ta2O7 > Sr5Ta4O15 > SrTa2O6 > Sr4Ta2O9，這主要是由於它們的晶型結構的不同。 ZnSeS類化合物能夠形成固溶體，且能隙較窄，許雲波等採用化學共沉澱法制備了摻雜Cu、In的ZnSeS光催化劑，研究發現:在ZnSeS中摻雜Cu、In的摩爾分數為2%時其光吸收性能最好，最大吸收邊紅移至700nm；紫外光照射下該催化劑光分解水產氫的量子效率達到4.83%；催化劑具有良好的熱穩定性和光學穩定性，反應100h其產氫性能沒有衰減。具有立方晶型的Znln2S4，其帶寬為2.3eV，具有可見光響應特徵，且穩定性良，可用作光催化材料。Lei Z..等通過水熱合成法制備了高比表面積的立方尖晶石結構的Znln2S4，負載2%Pt後在0.43mol/LNa2S-0.5mol/L Na2SO3溶液中的產氫率最大可達213µmol/h。Kudo A.等研究發現AgInZn7S9在無Pt助催化劑的情況下，可受可見光激發從含有SO32-或S2-的水溶液中制氫;負載Pt後催化活性更佳，最大產氫率可達970µmol/h。楊運嘉制備了Zn0.957Cu0.043S 和Zn0.999Ni0.001S，其中
Zn0.957Cu0.043S在可見光照射下，自K2SO3和Na2S
水溶液中釋放出H2，Zn0.999Ni0.001S在N2流下、於770K熱處理也可自K2SO3和Na2S水溶液中釋放出H2。文麗榮等制備C60水溶液後，將其與Zn0.999Ni0.001S混合，並採用氣相色譜法跟蹤反應，發現氫氣釋放量是未加C60時的4倍多。由於C60為強電負性物質，與Zn0.999Ni0.001S混合後，可作為電子的淺勢捕獲阱，有效地抑制了電子和空穴的復合，從而促進了反應的發生。