南京工业大学。
姓名：高威。
班级：浦化工1009
学号：11光催化降解废水中的有机物。
一，背景。有机污染物广泛地存在于水、土壤和大气环境中， 这些有机污染物只有少部分能在自然环境中自行降解， 其中大多数是有毒有害的物质，这些物质随着现代化学工业的迅猛发展， 许多有毒有害废物、生产废水和合成有机物等通过各种途径进入水体， 严重污染了环境， 也越来越引起人们的关注。难降解、高毒性的有机物难以用传统的生物方法得到彻底处理， 发展高效的处理方法已是迫在眉睫。
高级氧化技术就是以产生羟基自由基作强氧化剂来氧化有机物的方法， 它具有氧化能力强、氧化速度快、处理效率高等优点， 是国内外研究的热点之一。半导体光催化氧化法就是高级氧化技术中的一类方法， 被认为是废水处理中很有前途的催化氧化技术之一。
光触媒于2024年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭教授发现。 在一次试验中对放入水中的氧化钛单结晶进行了光线照射，结果发现水被分解成了氧和氢。这一效果作为 “ 本多 · 藤岛效果 ” honda-fujishima effect）而闻名于世，该名称组合了藤岛教授和当时他的指导教师---东京工艺大学校长本多健一的名字。
由于是借助光的力量促进氧化分解反应，因此后来将这一现象中的氧化钛称作光触媒。 这种现象相当于将光能转变为化学能，以当时正值石油危机的背景，世人对寻找新能源的期待甚为殷切， 因此这一技术作为从水中提取氢的划时代方法受到了瞩目，但由于很难在短时间内提取大量的氢气，所以利用于新能源的开发终究无法实现，因此在轰动一时后迅速降温。
2024年第一次二氧化钛光触媒国际研讨会在加拿大举行， 日本的研究机构发表许多关于光触媒的新观念，并提出应用于氮氧化物净化的研究成果。因此二氧化钛相关的专利数目亦最多，其它触媒关连技术则涵盖触媒调配的制程、触媒构造、触媒担体、触媒固定法、触媒性能测试等。以此为契机，光触媒应用于抗菌、防污、空气净化等领域的相关研究急剧增加，从2024年至2024年6月总共有10,717件光触媒的相关专利提出申请。
二氧化钛 tio 2 光触媒的广泛应用，将为人们带来清洁的环境、健康的身体。
物体之长度为10 -6 米称为微米(micrometer; mm)，10 -9 米称为纳米(nanometer; nm)。各种应用材料也将由微米逐渐进入纳米时代。 纳米材料由晶粒1~100nm大小的粒子所组成。
粒径极为微细，具有极大的比表面积，且随着粒径的减少，表面原子百分比提高。 在表面上由于大量原子配位的不完全而引起高表面能的现象。表面能量占全能量的比例大幅提高，使纳米材料具吸附、光吸收、 熔点变化等特性。
利用纳米超微粒子技术与特性，研发出材料本身在反应时完全不参与作用，却可促进并提高反应能量，以催化目标反应的触媒技术已运用于环境清洁作用上，促使有害或有毒物质加速反应成为稳定而无害物质，达到环保效果。
纳米二氧化钛光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，就象植物的光合作用中的叶绿素。tio2光触媒在太阳光或室内荧光灯的照射下能产生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空气净化的作用。
光触媒的光催化反应。
二检索过程
1中文资源。
关键词。光催化降解废水有机物。
中国知网。数据库主页**：
检索途径：全文。
检索式：光催化and降解and 有机物 and 废水。
a检索经过。
b检索结果。
万方数据库资源。
数据库主页**：
检索式：光催化and降解and 有机物 and 废水。
a检索经过。
b检索结果。
中文科技期刊数据库—维普资讯网。
数据库主页**：
年限：（取近23年）（1989-2012） 限制类目： 全部。
检索途径：全部检出篇数；15
检索式：光催化and降解and 有机物 and 废水。
检索经过。检索结果。
2.外文资源。
chemical abstracts
a 检索经过。
b 检索结果。
有3个文章。
1题目：comparative degradation kinetics of alachlor in water by photocatalysis with fecl3, tio2 and photolysis, studied by solid-phase disk extraction followed by gas chromatographic techniques.
作者：penuela, gust**o a.;
单位：barcelo, damia (department of environmental chemistry, cid-csic, c/jordi girona 18-26, barcelona 08034, spain).
**：j. chromatogr.
, a, 754(1+2), 187-195 (english) 1996 elsevier coden: jcraey. issn:
0021-9673. document type: journal ca section:
61 (water) section cross-reference(s): 5, 67, 74
题目：photocatalytic degradation kinetics of humic acid in aqueous tio2 dispersions: the influence of hydrogen peroxide and bicarbonate ion.
作者：bekbolet, miray; balcioglu, isil
单位：institute environmental sciences, bogazici university, istanbul 80815, turk.. water sci.
technol., 34(9, water quality international '96, part 5), 73-80 (english) 1996 elsevier
**：coden: wsted4. issn: 0273-1223.
document type: journal ca section: 61 (water) section cross-reference(s): 67
题目：application of nanoparticles in the photocatalytic degradation of water pollutants.
作者：serpone, n.; khairutdinov, r. f.
单位：laboratory of pure and applied studies in catalysis, environment and materials, department of chemistry and biochemistry, concordia university, montreal, pq h3g 1m8, can.. stud.
surf. sci. catal.
, 103(semiconductor nanoclusters: physical, chemical, and catalytic aspects), 417-444 (english) 1997 elsevier
**：coden: ssctdm.
issn: 0167-2991. document type:
journal; general review 分类号：ca section: 60 (waste treatment and disposal) section cross-reference(s):
74三综述。1 tio2 光催化反应机理。
光催化氧化技术是利用半导体作为催化剂，半导体被价电子占有的能带称价带，相邻的那个较高能带即激发态称为导带，在价带与能带之间存在禁带。当用能量大于禁带宽度的光照射时，能量大于禁带宽度的光电子被吸收，将价带的电子激发到导带，在导带中带有电子，在价带中产生空穴。电子具有还原性，空穴具有氧化性。
空穴具有极强的获取电子的能力，能将水中的oh- 和h2o 分子氧化成具有强氧化性的oh·自由基，oh·自由基具有402mj /mol的反应能，可以破坏有机物中的c - c, c - h, c - o, c - n ,n - h键，将许多难降解的有机物氧化成为co2 和h2o等无机物。以tio2 为例， tio2 的禁带宽度(eg) 为312 ev ,用波长小于387nm的光照射tio2 时，由于光子的能量大于禁带宽度，其价带上的电子被激发，跃过禁带进入导带，同时在价带上形成相应的空穴( h+ )生成具有高度活性的空穴电子对。在电场作用下，溶液中半导体的电子与空穴分离并迁移到粒子表面的不同位置。
光产生的空穴获得电子能力很强，可夺取半导体颗粒表面的有机物或溶剂中的电子，使原来不吸收入射光的物质被活化氧化，而电子接受体则可以通过接受表面上的电子而被还原。水溶液中的光催化氧化反应在半导体表面上失去电子的主要是水分子，水分子经变化后生成氧化能力极强的羟基自由基·oh ,其机理可表示为：
tio2 + hγ →h+ +e-
h+ +h2o→·oh + h+
e- +o2 →o2
+h+ →ho2 ·
2ho2 ·→o2 + h2o2
h2o2 +o2
→·oh +oh- +o2
h2o2 + hγ →2·oh
h+ +oh- →oh
羟基自由基是水中存在的氧化剂中反应活性最强的氧化剂，对作用物几乎无选择性，可以氧化包括难以生物降解的各种有机物质，并使之矿化[ 1 ] 研究证明，有机物在光催化体系中的反应属于自由基反应。常见催化剂有tio2、zno、cds、wo3、fe2o3 ,其中tio2以其无毒、催化活性高、光化学性质稳定以及抗氧化能力强等优点而成为光催化氧化法常用催化剂， tio2 光催化活性与粒径、表面状态及晶型等有关，一般认为，催化剂的粒径越小，光生载流子越容易迁移到粒子表面，电子与空穴简单复合的几率就越小，光催化活性就越高，具有高光催化活性的tio2多数为2种晶型的混合物， tio2 也可通过***及金属氧化物、金属离子掺杂、复合半导体、外加电场等方式来提高光催化降解效率，可降解很多有机物。对tio2 光催化机理研究后发现，n型半导体在一定波长的紫外光照射下，吸收一定光能后激发产生一电子/ 空穴对，空穴有极强的能力夺取半导体颗粒表面有机物或溶剂的电子，使原本不吸收紫外光的物质被活化，同时电子转移到催化剂表面，再进入水溶液，诱发链反应产生氧化能力极强的·oh,从而可降解有机物。
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