水和废水纳米tio2光催化消毒国外研究进展

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1、水和废水纳米TiO2光催化消毒国外研究进展摘要：由于TiO2光催化消毒技术具有无毒，广谱性杀菌和超强灭活多种有害微生物能力的特点，光催化作用被用作替代能产生有害消毒副产物的传统消毒方法，例如氯消毒的替代技术。本文阐述了TiO2光催化消毒技术相对其他消毒技术在水处理消毒中的优势，主要论述了TiO2光催化消毒的必要性，消毒机理以及应用模型，回顾了其在水处理中的应用历程并展望了其应用前景。关键词：TiO2；光催化消毒；消毒机理；消毒模型中图分类号：X505文献标识码：AResearchprogressofTiO2photocatalyticdisinfectionforwat

2、erandwastewaterinForeignAbstract:Duetothesuperiorabilityofphotocatalysistoinactivateawiderangeofharmfulmicroorganisms,andTiO2photocatalysisdisinfectionisnon-toxic,itisbeingexaminedasaviablealternativetotraditionaldisinfectionmethodssuchaschlorination,whichcanproduceharmfulbyproducts.Thea

3、dvantagesofTiO2photocatalysiscomparedtootherdisinfectionsmethodswasintroducedinthispaper,andthenecessityofusingTiO2photocatalysisdisinfection,disinfectionmechanismandthedisinfectionmodelwasmainlyrecommended.Finally,itsapplicationsandprospectsinwaterandwastewatertreatmentwasreviewed.Keywo

4、rds:TiO2;photocatalysisdisinfection;Disinfectionmechanism;Disinfectionmodel0引言水传播病原体对公众健康具有破坏性作用，是引起疾病的主要原因，这些传染源包括蠕虫、原生动物、真菌、细菌、立克次体族、病毒和朊病毒。虽然一些传染源可被根除或减少，但新的传染源仍会继续出现，因此水消毒变的越来越具有挑战性。许多国家和地区制定了城市污水消毒的消毒指标。如表1所示。安全水供给的主要目标是经济并且要强有力的去除水中常规的和新出现的病原体，同时要求不能因为消毒工艺本身带来更多的问题。在目前的污废水消毒中使用的消毒技

5、术主要有：氯消毒，臭氧消毒，二氧化氯消毒，紫外线消毒，光催化消毒。其中氯消毒是当今国内消毒技术中最常采用的。氯消毒杀菌广谱、有效，所以在饮用水处理中广泛应用，但消毒过程中会产生氯仿，次氯酸等副产物。臭氧消毒效率高，可是臭氧消毒会产生醛类，酮类等消毒副产物，同时臭氧消毒生产臭氧效率低，运行维护费用高。二氧化氯消毒不产生“三致”物质，但只能现场生产制备使用，并且对操作管理要求高。紫外线消毒占地面积小，杀菌效率高，危险性小，无二次污染且容易操作，运行维修费用低，但是紫外线消毒设备费用高，受水质水量影响大。在紫外线照射下ZnS、CdS等金属硫化物或者TiO2、ZrO2、Zn0等

6、金属氧化物[2]可以发生光催化反应，产生可以灭活微生物和降解有机污染物的强氧化性物质[3]。光催化消毒不用向水中投加化学药剂，没有消毒副产物产生。在特定条件下还可以用太阳光代替紫外光为光源[4,5]，比紫外线消毒效率更高，更加经济。光催化消毒是一种高效、安全、环保、经济的技术，能够有效地灭活致病病毒、细菌和原生动物，受水体的温度、pH值影响很小。因此，在净水、污水、回用水和工业水的消毒处理中，逐渐发展成为一种最有效的消毒技术，并显示了很好的市场潜力。表1部分国家或地区污水消毒指标[1]国家或地区标准值标准美国环保局（EPA）粪大肠菌群数：200个/100ml二级生化处理

7、后出水欧盟粪大肠菌群数：2000个/100ml浴场水指导指标日本总大肠菌群数：1000个/ml水污染环境质量标准—二级标准，渔业一级标准中国粪大肠菌群数：100个/L一级标准A类（GB18918-2002）1000个/L一级标准B类，二级标准1光催化消毒机理1.1能带位置　半导体光吸收阈值λg同带隙Eg相关，它的关系式如下[6]：λg(nm)＝1240／Eg(eV)　　二氧化钛在锐钛矿型和金红石晶体形式时是一个分别为3.2eV和3.02eV带隙的半导体。需要低于387nm波长的光催化入射光。1.2电子和空穴的捕获　　光激发产生的空穴和电子