二氧化钛光催化处理生活污水

㈠ 光催化的应用前景

光催化剂又称光触媒，是一种以二氧化钛（TiO2）为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称。

光催化剂在光的照射下，表面会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力较强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原性能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和病毒的蛋白质从而杀灭细菌，把有机污染物分解成无污染的水和二氧化碳，被广泛应用到空气净化、水净化、自净化、杀菌消臭、防污防雾等领域。

1、光催化剂在空气净化领域的应用
二氧化钛光触媒作为环境净化功能材料，主要因二氧化钛所产生的氢氧自由基能破坏有机气体分子的能量键，使有机气体成为单一的气体分子，加快有机物质、气体的分解，将空气中甲醛、苯等有害物质分解为二氧化碳和水，从而净化空气。
日本从20世纪90年代开始，光触媒空气净化产品被大量研制、开发，并投入市场。如光触媒剂、空气净化器、陶瓷、板材等。
（1）光触媒剂
光触媒剂是光触媒空气净化产品中最常用的一种，对它的使用主要是通过在建筑外装、内装上喷涂光触媒剂来达到净化室内外空气的目的。光触媒不仅可以用于室外，也可以在室内借助荧光灯和LED等室内照明达到同紫外光同样功能的净化效果。
（2）空气净化器
光触媒空气净化器可以有效分解空气中因家装而挥发的有毒、有害物质，达到净化空气的目的。目前，光触媒空气净化器主要有适用于商场、学校、医院、公司的空气净化系统，家庭用空气净化器，车载空气净化器，光触媒空调等。
近年，日本新干线部分车厢也安装了光触媒空气净化装置，空气净化装置内置了氧化钛涂层的多孔质陶瓷以及作为紫外线光源的黑光，通过将其交互式多层排列，达到杀菌除臭的效果。
（3）道路建材
20世纪80年代，日本在大都市交通密集地段，定期在路面喷涂光触媒剂，来快速分解汽车尾气中的有害物质，达到净化空气的目的。目前，道路建设中具有净化功能的道路建材，如涂料、水泥、防音壁、遮光板等也被陆续使用。
杜高翔专访：推动非金属矿业升级，促进光催化材料应用
在中国，国家体育馆、鸟巢、上海世博馆等都通过喷涂光触媒剂来净化室内环境和维护建筑设施的洁净。2018年北京地铁6号线全线尝试进行光触媒喷涂，以消除车厢异味。

2、光催化剂在自净化领域的应用
二氧化钛光触媒代表性功能除了空气净化外，还有自我净化的功能。由于光触媒有较强的酸化力和超亲水性，喷涂于物体表面，可形成光触媒防雾涂层，同时由于其强大的氧化反应效应，可氧化掉物体表面的污渍，使被涂物具有自净化功能。
（1）建筑外墙的自净化
在建筑外墙上喷涂光触媒剂后，在太阳光的照射下能够快速分解建筑表面的污染物和有害物质，下雨时被分解的污染物随着雨水被冲刷掉，从而保持建筑外墙的美丽和色泽，达到自洁的效果。
（2）光触媒瓷砖
1998年日本专业陶瓷生产公司TOTO开发了具有自洁功能的光触媒瓷砖，由于光触媒的氧化分解能力，可以使空气中细菌的数量大量减少，进而保证医院的空气质量。光触媒瓷砖不仅能杀菌、抗病毒，还能抑制异味、防腐、防污垢。
（3）光触媒玻璃
即在玻璃表面涂上具有高光触媒功能的薄膜，由于光触媒的氧化功能和超亲水性，能有效去除污垢，即使在雨天也能较好地保持玻璃的清洁。
目前，光触媒玻璃在日本应用较为广泛，如日本中部国际机场、横滨市水道局、商场、住宅大楼等都有安装光触媒玻璃的实例。
此外，光触媒玻璃还被应用到了汽车后视镜、新干线列车的车窗上，不仅能保持汽车外观的清洁美观，还能保证雨天驾驶的安全。
（4）光触媒顶棚
日本许多体育馆、仓库、车站通道的屋顶，商店、娱乐设施的遮阳棚，住宅平台屋顶等均采用光触媒材料设计，即美观又清洁。
中国国家大剧院的顶棚，也采用了光触媒技术，具有很好的清洁、防污等功能，自净化效果非常明显。

3、光催化剂在医疗卫生领域的应用
光触媒在杀灭大肠杆菌、金色葡萄球菌、肺炎杆菌、霉菌等病菌的同时，还能分解由病菌释放出的有害物质。光触媒空气净化功能、自洁功能可以使医疗环境长期保持清洁、干净。其杀菌功能还可以抑制医院、养老机构等医疗设施、医疗器械的细菌繁殖。
近年，在抑制癌细胞的生长、假牙清洁和牙齿美白方面也有光触媒的贡献。通过在患癌部位注入光触媒微粒子，来抑制癌细胞的繁殖；在假牙中加入含光触媒的溶液，被光源照射后，假牙上附着的污物被分解而变得干净；牙齿美白方面，主要通过LED灯的照射，去除牙齿上的牙垢，达到清洁牙齿、去除细菌的目的。
4、光催化剂在农业领域的应用
（1）水果蔬菜保鲜
光触媒在农业方面的应用主要用于、和上。众所周知，水果和蔬菜存放时间久了会变质，这是因为，开始变质的部分会释放出能促进水果和蔬菜成熟老化的乙炔气体，促进未变质部位快熟变质。如果使用光触媒，能将乙炔气体分解为二氧化碳和水，易于水果和蔬菜的长时间保存，保持其鲜度。使用光触媒不仅可以保鲜，还可以抑制细菌、霉的繁殖，保持存放水果、蔬菜空间的清洁。
（2）养液栽培
应用养液培植蔬菜、水果是农业栽培的常用方法，不仅能促进农作物的生长，还能使瓜果、蔬菜避免病虫害的侵蚀。养液栽培使用过程中最主要的问题是养液水的处理，如果不排水，循环使用会减少果菜产量；如定时排放污水容易造成环境污染。利用光触媒处理循环水，建立去除对生长有害物质的清洁系统，提高养液使用率，进而净化环境。
（3）提高种子发芽活力
实验发现，光触媒产生的活性酸素能对种子发芽产生一定的影响。经过光触媒剂处理的种子，其发芽率远高于普通种子的发芽率，因此，在发芽率较低的草药中使用光触媒剂可大大提升草药的收益率。
5、光催化剂在防臭消臭领域的应用
光触媒的防臭消臭功能主要体现在汽车、衣柜、鞋柜等狭小、密闭空间空气净化的应用上。例如，汽车使用时间久了，车厢内会产生异味；衣柜、鞋柜因空间密闭，时间久了也会有异味出现，利用光触媒空气净化器可以有效消除车厢、衣柜、鞋柜的臭味异味，净化空气。
在日本，光触媒技术已被日本轨道交通列入车厢空气治理的一种技术手段，新干线的吸烟室也装有光触媒除臭器，对车厢进行光触媒除臭，以保证车厢空气的清新。
6、光催化剂在水净化领域的应用
除了抗菌消臭、防污的功能外，光触媒还可以应用到水净化领域。利用二氧化钛光触媒技术降解水中有机污染物，特别是当水中有机污染物浓度很高或用其他方法难以处理时，光触媒的净化效果是非常明显的。
但是，有效除菌的水净化系统的开发较为困难，因为粉末状二氧化钛光触媒遇水易分散，不利于回收。日本千叶大学研制开发的二氧化钛光触媒薄膜小球，将粉末状二氧化钛成膜于球状金属氧化物表面，可以将其与水分离，有效回收再利用。在日本千叶公园使用光触媒薄膜小球进行污水净化处理后，取得了较为明显的效果。
光触媒技术由于不消耗地球能源、不使用有害的化学药品，而仅仅利用太阳光的光能等就可将环境污染物在低浓度状态下清除净化，并且还可作为抗菌剂、防霉剂应用，因而是一项具有广泛应用前景的环境净化技术。未来随着光触媒技术研究的深入开展，应用在建筑、家电、涂料、生活等领域的光触媒产品会不断增多，在水污染治理、医疗设施及器械、农业等领域的应用将会引起关注，光触媒市场前景可期。

㈡ 二氧化钛可光催化降解哪些动东西

纳米TiO2以其无毒，光催抄化活性高，稳定性高，氧化能力强，能耗低，可重复使用等优点而成为最优良的光催化材料。
1、有机物的降解
TiO2能有效的将废水中的有机物降解为TiO2、CO2、PO43-、SO42-、NO3-、卤素离子等无机小分子，达到完全无机化的目的。染料废水、农药废水、表面活性剂、氯代物、氟里昂、含油废水等都可以被TiO2催化降解。
2、无机废水的处理
利用二氧化钛催化剂的强氧化还原能力，可以将污水中汞、铬、铅、以及氧化物等降解为无毒物质。

㈢ 纳米二氧化钛光催化降解水中有机污染物有哪些类型

一般纳米TiO2主要降解的物质是一些分子量中等的染料和有色物质，目前这方面研究较多。

㈣ 简述二氧化钛作为光催化剂降解有机污染物的原理

重金属对固定化微生物处理电镀废水有机物能力的影响

近年来,国内外对电镀废水处理方法研究甚多,工艺各异,主要有化学法、电解法、离子交换法、电渗析法、生物法等。与传统方法相比，生物法处理电镀废水不同程度的存在投资小、运行费用低、无二次污染等优点，得到较快的发展和广泛的应用。微生物固定化技术可以大大提高微生物对有毒物质的承受能力，可用于高浓度污染物废水的生化处理。聚氨酯泡沫体由于具有较好的亲水性、孔结构、微生物亲和性以及耐生物降解性而被广泛作为固定化微生物载体（填料）用于废水的生物处理。电镀废水成分复杂，其主要污染物是铬、镍、锌等重金属离子、氰化物和 COD。微量重金属是微生物生命活动所需营养物质，但微生物对各种微量重金属的需要量极少，过量反而会引起毒作用，容易造成出水水质的波动。2008 年国家环保部颁布了《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008），其中对新建电镀企业排放的 COD作出了严格规定，目前，针对电镀废水重金属的处理及回收国内外已有大量研究，但对其有机污染物和氨氮的去除研究较少，尤其是废水重金属浓度对微生物处理电镀废水有机物的影响鲜有报道。本研究在电镀废水污泥中分离筛选的复合功能菌群GW，
对金属耐受性强的特点。通过与改性聚氨酯泡沫体固定化后，研究了重金属Cr，Zn浓度对其处理电镀废水有机物的影响，并通过逐步提高废水金属浓度，探讨固定化微生物处理电镀废水对重金属的耐受性，为提高废水生物处理系统运行的稳定性提供理论基础。
1 试验材料与方法
1. 1 试验材料
1.1.1 GW高效复合菌剂。从富含重金属的污泥及废水中分离的高效菌种8株，含多种酶制剂，微生物含量约1.0×10CFU/g,由广州发酵工程技术研究中心生产提供。
1.1.2 聚氨酯泡沫体。市购聚氨酯泡沫体，干态密度为30kg/m，通过重铬酸钾及双氧水浸泡改性，提高固定化微生物负载量。
1.1.3 试验废水。取自广州某电镀企业水解反应池出水，加入少量葡萄糖、尿素、蛋白胨、硫酸亚铁、磷酸二氢钾、硫酸铜等作为微生物生长基质，作为人工废水用于菌种的固定及驯化。水质指标如表1示。 表1 电镀废水水质指标
1.2 试验方法
1.2.1微生物的固定化和驯化
在总体积为10L反应器中,加入约30%反应器体积的改性聚氨酯载体、一定量的交联剂和高效微生物菌群GW，通入30%反应器体积的人工废水和70%体积的自来水,在曝气条件下进行固定化反应。每天更换10%~15%反应器中的人工废水，并补加适量高效微生物菌群及少量无机盐类。同时,每7天测定微生物负载量。当微生物负载量达到35 mg/g干态载体，固定化驯化阶段结束。
1.2.2 重金属浓度对COD及氨氮去除的影响
重金属盐溶液的配制:分别以重铬酸钾、硫酸锌配制含一定体积质量的Cr，Zn溶液。反应器内设有曝气头，均布于生化池底部，用AR-6500型充氧泵(低流量)曝气，改性聚氨酯填料的载体比例为30%，气水体积比控制在（6～15）：1 ，测定其进、出水COD、NH-N浓度，试验重复3次，以平均去除率反应处理效果。
1.2.3 重金属耐受性试验
采用循序渐增的方式逐渐提高原水中Cr，Zn金属离子浓度，分别在第 1，7，14，20，29，42 天开始将原水中 Cu浓度提升至 0. 5，1，2，5，10，15 mg / L，研究固定化微生物重金属耐受性对废水有机物处理效果的影响。
关键词: 电镀废水; 固定化微生物; 重金属; 有机物去除; 耐受性

㈤ 纳米二氧化钛如何应用到饮用水处理上

首先，不是锐太型，是锐钛矿型。其次，纳米粉体对于人体来说有着潜在风险再次，你在内罐上涂了粉体后，如何透过不锈钢进行光照？再再次，纳米光催化的效率有多少？你的紫外光照射强度有多少？需要花多少时间？最后，给你一个思路，直接在钛金属上进行氧化处理，在钛表面生长纳米级尺度的二氧化钛阵列，比你涂抹上粉体效果要好，不容易脱落。如果用匀胶机旋涂，一个不锈钢容器肯定做不了；如果用烧制法，钢早就变形了。建议用无机非金属材料做容器，然后纳米二氧化钛其实可以不用全部涂满，可以弄一小块啊。最后说一下，做饮用水的话，安全方面论证需要特别严谨，但可以做污水净化之类的。光源的方面，如果硬是把二氧化钛做到容器里的话，不嫌麻烦就在里面装一个汞灯。能力有限，只能建议这么多啦！

㈥ 二氧化钛负载二氧化硅的介绍和相比与二氧化钛的优点等，主要是在光催化降解污水方面

1、优点：稳定性变强了。
2、缺点：① 二氧化硅会导致二氧化钛光催化能力变版差，甚至催化能力完权全消失（本人的实验数据证明，当然，国外的很多文献资料都有介绍），原因是二氧化硅对氧化钛形成了包覆结构； ② 想不影响光催化或者影响很小，这里的氧化硅的量非常难控制，需要大量的实验数据，最终还不一定行。
3、总结：个人认为可行性不大。

㈦ 光催化氧化能降解所有废水中的有机物吗

可以的，但是要有充分的光照时间和反应时间，控制好水的流量和流速