文献综述
近年来，随着染料工业的快速发展和各种染料的不断使用，进入环境的染料数量和种类与日俱增，据报道，每生产1t染料，将有2%的产品随废水流失，而印染过程中损失更大。为所用染料的10%左右，严重污染环境。印染废水主要特征有：色度高、排量大、电解质含量高以及组成复杂等[1]。其中含有的染料分子具有复杂的芳香结构，正因为这些结构使得印染废水难被生物降解，同时还会产生有毒的中间产物从而危害环境。染料一般包括偶氮染料、酸性染料、活性染料和蒽醌染料等。其中蒽醌染料具有复杂且稳定的蒽醌结构，不但本身具有毒性，而且在降解过程中极易产生毒性更大的中间体，所以必须对此进行彻底矿化及降解才能满足环境友好的要求[1]。纺织印染行业是我国用水量较大，排放废水量较多的工业部门之一。
据不完全统计，国内印染企业每天排放废水量300～400万吨。排放的废水中含有纤维原料本身的夹带物，以及加工过程中所用的浆料、油剂、染料和化学助剂等，具有生化需氧量高、色度高、pH值高的特点[1]。这样的废水如果不经处理或经处理后来达到规定排放标 准就直接排放，不仅直接危害人们的身体健康，而且严重破坏水体、土壤及其生态系统[1]。
直接湖蓝5B 蓝色粉末。易溶于水，呈红光蓝色溶液。不溶于有机溶剂。遇浓硫酸呈蓝光绿色，稀释后呈红光蓝色。遇浓硝酸呈红光灰色溶液。对纤维素纤维染色，染料吸尽性很好，温度在80一100℃亲和力最大。也可用于纸浆、生物的着色.以及拼制墨水。光催化分解是目前最有效的高级氧化处理工艺，可使多数有机污染物降解为CO2和水及一些小分子有机物。TiO2，ZnO和wO，等作为光催化剂被广泛研究，他们的共同特点是能带不连续，价帯和导带之间存在一个禁带。1972年日本 Fujisima和 Honda报道了TiO2光电解水现象后[10]，半导体光催化技术在处理有机废水方面的研究和应用得到了广泛的关注。当半导体吸收足够能量的光子时，半导体的价带电子从价带跃迁到导带，这便产生了光生电子（e－）和空穴（h＇），而光生电子和空穴是良好的还原剂和氧化剂，能够引起表面催化反应。直接湖蓝5b加入Nacl以及AgNO3在磁力搅拌下分别在紫外光和模拟阳光的条件下进行光解反应，以agcl为光催化剂在不同光源下降解的湖蓝5B，催化效果明显，能很快达到9层以上。
半导体在光的照射下，能将光能转化为化学能，促使化合物的合成或使化合物（有机物、无机物）分解的过程称之为半导体光催化。半导体光催化是光化学反应的一个前沿研究领域，它能使许多通常情况下难以实现或不可能进行的反应在比较温和的条件下顺利进行。许多半导体材料（如TiO2，ZnO，Fe203，ZnS，CdS等）具有合适的能带结构可以作为光催化剂。
在众多半导体光催化材料中，TiO2以其化学性质定、氧化还原性强、抗隔蚀、无每及成本低而成为目前最为广泛使用的半导体光催化剂。TiO2属于一种n型半导体材料，它有三种晶型一一锐钛矿相、金红石相和板钛矿相，板钛矿的光催化性能和稳定性最差，基本没有相关的研究和应用。而锐钛矿型和金红石型属四方晶系，两种晶型都是由相互连接的TiO。八面体组成的，每个T原子都位于八面体的中心，且被6个0原子围绕。两者的差别主要是八面体的睛变程度和相互连接方式不同。金细石和锐钛矿晶胞结构的差异也导致了这两种晶型物化性质的不同。从热力学角度看，金红石是相对最稳定的晶型，熔点为1870℃：而锐钛矿是二氧化钛的低温相，一般在500℃～600℃时转变为金红石。二氧化钛晶型转变的实质是晶胞结构组成单元八面体的结构重排。金红石晶型结构中原子排列更加致密，密度、硬度、介电常数更高，对光的放射也更大。因此，金红石是常用的白色涂料和防紫外线材料，对紫外线有非常强的屏蔽作用，在工业涂料和化妆品方面有着广泛的应用。锐钦矿的带隙宽度为稍大于金红的，光生电子和空穴不易在表面复合，因而具有更高的光催化活性能够直接利用太阳光中的紫外光进行光催化降解，而且不会引起二次污染。因此，锐钛矿是常用的处理环境污染方面问题的光催化材料。TiO2的禁带宽度为3．2ev（锐钛矿）当它受到波长小于或等于387．5mm的光（紧外光）照射时，价帯的电子就会获得光子的能量而跃迁至导带，形成光生电子（e-）而价带中则相应地形成光生空穴（h ）。
如果把分散在溶液中的每一颗TiO2粒子近似看成是小型短路的光电化学电池，则光电效应应产生的光生电手和空穴在电场的作用下分别迁移到TiO2表面不同的位置。TiO2表面的光生电子e易被水中溶解氧等氧化性物质所捕获，生成超氧自由基O2-：而空穴h 则可氧化吸附于TiO2表面的有机物或先把吸附在TiO2表面的OH和H2O分子氧化成羟基自由基OH；OH和O2的氧化能力极强，几乎能够使各种有机物的化学键断裂，因而能氧化绝大部分的有机物及无机污染物，将其矿化为无机小分子、CO2和H2O等物质。反应过程如下：TiO2＋hv→h －e-h ＋OH→·.OHh＋H2O→·OH＋H e-＋O2→·O2_H2O＋02-→HO2＋OH2HO2＋e- H2O→H2O2＋OH-H2O2＋e-→·OH＋OH
资料编号：[674186]
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