杨会民,刘冠飞,张电学,吴素霞,常连生

(1河北科技师范学院生命科技学院,河北秦皇岛,066600;2中冶京诚(秦皇岛)有限责任公司)

纳米光催化降解法具有高效、节能、清洁无毒、催化范围广等优点,可以有效去除水体中多种有机污染物,在水处理研究领域具有广阔的应用前景[1]。目前,应用广泛的半导体光催化剂大都属于宽禁带的 N型半导体氧化物,如 TiO2,Fe2O3,ZnO,CdS等 10余种。其中,纳米 TiO2因其具有很高的光催化活性、耐酸碱、耐光化学腐蚀、成本低、无毒等特点,成为当前最具有应用潜力的一种光催化剂膜。

苯酚常被用作生产酚醛树脂、卡普隆和己二酸的原料,也用于塑料和医药工业,该物质有机污染浓度大,可生化性差,难以采用传统的生化法处理。而 TiO2光催化降解反应在常温常压下就可以进行,能彻底破坏污染物,并使之完全氧化为 CO2,H2O等无害物质,避免了再次污染,从而净化了环境。且 TiO2具有高活性、安全无毒、化学性质稳定、难溶、成本低等优点,被许多研究者公认为是在环境治理领域最具开发前途的环保型光催化材料[2]。

TiO2作为光催化剂经历了由悬浮态向固定态转化的过程。尽管悬浮态 TiO2催化活性高、氧化能力强,但由于 TiO2粉末极细,易流失,分离回收困难,研究成果难以实现;固定法是将纳米 TiO2固定在某一载体上,使催化剂易于回收利用[3～5]。因此,寻求合适的催化剂载体,开发有效的负载技术是实现纳米 TiO2光催化剂工业化应用的关键[6～8]。笔者采用溶胶-凝胶法,以钛板为基底材料,制备了纳米 TiO2薄膜,并将其应用于处理苯酚废水,研究了 TiO2膜的最佳制备条件,以及苯酚废水的光催化降解行为。……