光催化納米材料在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

■劉美玲 曹楠

（北碚區(qū)環(huán)境監(jiān)測站 重慶400700）

光催化納米材料在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

■劉美玲 曹楠

（北碚區(qū)環(huán)境監(jiān)測站 重慶400700）

近年來，光催化納米材料在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用逐漸引起了人們的關(guān)注，且由于其催化原理有助于當(dāng)代社會發(fā)展中廢水問題的處理，因而在此背景下應(yīng)強(qiáng)化對光催化納米材料的應(yīng)用，繼而由此改善當(dāng)代城市環(huán)境，最終為人們營造一個良好的生活空間，滿足其生活需求。本文從納米光催化原理分析入手，并詳細(xì)闡述了光催化納米材料在環(huán)境保護(hù)中的具體應(yīng)用，旨在其能推動當(dāng)代社會的進(jìn)一步發(fā)展，且解決社會發(fā)展中產(chǎn)生的環(huán)境污染問題。

納米材料光催化環(huán)境保護(hù)

0　前言

就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，我國在實(shí)施環(huán)境保護(hù)策略的過程中仍然存在著某些不可忽視的問題，因而在此背景下，我國政府應(yīng)大力宣傳納米材料在環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用的重要性，由此滿足人們的生活需求，且解決污水處理問題，繼而為人們提供源源不斷的高質(zhì)量的水資源。

以下就是對光催化納米材料在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用，望其能為當(dāng)代環(huán)境保護(hù)手段的進(jìn)一步創(chuàng)新與發(fā)展提供有利的文字參考，且實(shí)現(xiàn)高效率的污水處理目標(biāo)。

1　納米光催化原理

納米是由多個原子或分子組合而成的，且其以固體的形態(tài)而存在著，繼而根據(jù)E0可將其劃分為半導(dǎo)體、導(dǎo)體及絕緣體三個類型。納米TiO2是半導(dǎo)體催化劑中氧化能力最強(qiáng)的物質(zhì)，因而將其應(yīng)用于環(huán)境中可達(dá)到良好的污水處理狀態(tài)。

此外，經(jīng)過實(shí)踐研究表明，納米TiO2是由晶體組元及界面組元構(gòu)成，而晶體組元又是通過Ti和O原子組合而成，因而導(dǎo)致其形成了嚴(yán)格的晶格位置組成結(jié)構(gòu)。另外，納米TiO2在體系電場中可與OH-及H2O發(fā)生氧化作用，并溶解于納米TiO2表面形成氧氣[1]。

2　光催化納米材料在環(huán)境保護(hù)中的具體應(yīng)用

2.1有機(jī)廢水處理

就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，光催化納納米材料可應(yīng)用于有機(jī)廢水處理中達(dá)到水資源凈化的目的。而其具體應(yīng)用方式主要表現(xiàn)在在化工廢水處理中納米TiO2可利用自身光催化功能溶解化學(xué)污水中的三氯乙烯、乙烯基二胺、甲酸、苯甲酸等有機(jī)污染物，最終達(dá)到良好的污水處理效果。

此外，由于化工廢水中鈦酸酯是降解難度較大的有機(jī)污染物，因而在利用納米TiO2進(jìn)行污水處理的過程中可光降解水體表面微層中的鈦酸酯，由此降低其對水資源整體質(zhì)量的影響。

其次，在染料廢水處理中，由于其廢水中存在著大量的染料分子會致使人們產(chǎn)生癌癥，因而在對其廢水進(jìn)行處理的過程中亦可應(yīng)用納米TiO2達(dá)到低成本、高效率的廢水處理狀態(tài)，且在完全礦化的基礎(chǔ)上避免二次污染問題的發(fā)生。

2.2無機(jī)廢水處理

經(jīng)過大量的實(shí)踐研究表明納米TiO2亦可應(yīng)用于無機(jī)廢水處理中，即由于在無機(jī)廢水中存在著部分重金屬物質(zhì)影響著水體質(zhì)量，因而在此基礎(chǔ)上應(yīng)充分發(fā)揮納米TiO2光化學(xué)活性及光催化功能將無機(jī)廢水中的高氧化態(tài)汞、銀、鉑等貴重金屬離子吸附到水體表面，由此達(dá)到廢水處理目的。此外，就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，納米TiO2在無機(jī)廢水處理中的應(yīng)用亦可避免重金屬資源流失問題的發(fā)生，因而應(yīng)大力宣傳納米TiO2無機(jī)廢水處理的重要性。

另外，在利用納米TiO2吸附無機(jī)廢水中重金屬離子的過程中要求相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)利用光生電子技術(shù)將納米TiO2所吸附到的離子轉(zhuǎn)化成細(xì)小的金屬晶體，由此達(dá)到資源回收的目標(biāo)。除此之外，納米TiO2可將污水中的Cr6+轉(zhuǎn)化成Cr3+，繼而降低無機(jī)廢水毒性，達(dá)到水資源凈化目的。

2.3自來水的凈化處理

自來水是人們生活必備的資源，但就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，自來水水資源中仍然存在著懸浮雜質(zhì)等污染物，因而利用納米TiO2對其進(jìn)行凈化處理是非常有必要的。納米TiO2具備一定的殺菌功能，因而將其應(yīng)用于自來水凈化處理可達(dá)到良好的水資源處理成效，繼而由此滿足人們的生活用水需求。

此外，在納米TiO2對自來水進(jìn)行凈化處理的過程中應(yīng)將其固定于玻璃纖維網(wǎng)上形成催化膜，以此達(dá)到凈化目的，即為人們營造一個更為良好的用水環(huán)境，保障人們的健康指數(shù)。

另外，經(jīng)過大量的實(shí)踐研究表明，納米TiO2在自來水凈化處理中的應(yīng)用可完全消除5種污染物，且將其有機(jī)物含量控制在40%以內(nèi)，提高自來水的整體水體質(zhì)量，達(dá)到安全用水需求[2]。

2.4大氣污染治理

就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，納米TiO2亦可應(yīng)用于大氣污染治理中，即降低大氣中SO2，CO，NOx的含量，為人們營造一個更為清新的生活環(huán)境，提高人們健康指標(biāo)。而納米TiO2在大氣污染治理中的應(yīng)用主要是通過納米TiO2與氣體吸附相結(jié)合的功能來降低大氣中有毒氣體的含量，達(dá)到相應(yīng)的空氣指標(biāo)需求。

此外，為了達(dá)到大氣污染治理的目的，亦可將處在半導(dǎo)體狀態(tài)的納米材料涂敷于臥室及客廳的墻上，同時亦可將其轉(zhuǎn)化成空氣清潔劑來達(dá)到空氣污染治理的目的。

另外，在紫外線較強(qiáng)的環(huán)境下，納米TiO2亦可具備吸附甲醛的功能，因而在房屋裝修過程中即可利用其來進(jìn)行室內(nèi)空氣凈化，避免人體吸附過量的有毒氣體出現(xiàn)不適的癥狀[3]。

3　結(jié)論

綜上可知，隨著生活水平的不斷提高，人們對生態(tài)環(huán)境保護(hù)提出了更高的要求。因而在此背景下，為了給予人們一個良好的生活空間，要求政府在實(shí)施環(huán)境保護(hù)策略的過程中應(yīng)充分發(fā)揮光催化納米材料的功效，且將其應(yīng)用于實(shí)踐中吸附污水中的重金屬離子等，且降低空氣中有毒氣體的含量，最終達(dá)到良好的生態(tài)保護(hù)目的，并為人們提供高質(zhì)量的水資源及生活環(huán)境，滿足人們生活需求。

[1]楊曉芬.納米材料在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望 [J].內(nèi)蒙古石油化工，2011，15 （05）：25-26.

[2]王騫.TiO2光催化納米材料在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用 [J].鞍山師范學(xué)院學(xué)報，2011，18 （06）：17-20.

[3]李洋.納米TiO2光催化材料的制備及其在水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展 [J].長江科學(xué)院院報，2013，24（09）：93-100.

X83[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-332-1