Los nanomateriales tienen muchos efectos de superficie, de interfaz y de pequeño tamaño, efectos de tamaño cuántico y efectos de túnel cuántico macroscópico que son diferentes de los materiales a granel tradicionales. exhiben propiedades mecánicas, eléctricas, magnéticas, ópticas, térmicas y químicas singulares y se vuelven actuales físicas, la vanguardia de los puntos calientes de la ciencia química y los materiales en los campos de materiales, medioambiente, energía, química, biología y otros muestran una amplia gama de aplicaciones. el uso de la degradación fotocatalítica nano semiconductora de contaminantes en el agua se ha convertido en un punto caliente en el campo del tratamiento del agua en los últimos años. numerosos estudios han demostrado que gran parte de la materia orgánica refractaria en el agua puede degradarse o eliminarse de manera eficiente mediante fotocatálisis. El fotocatalizador nanométrico es el factor clave en el tratamiento fotocatalítico de la contaminación del agua. Los materiales semiconductores de tipo n como nano-tio, nano-zno son los fotocatalizadores más utilizados, en los cuales tio2 ha demostrado muchas ventajas, como banda ancha, estabilidad química, efecto catalítico no tóxico, bajo precio, etc. , convertirse en uno de los nano-catalizadores con buenas perspectivas de aplicación.
1. principio de la degradación fotocatalítica de los contaminantes en el agua
Degradación fotocatalítica de la tecnología, generalmente basada en tio2 y otros materiales semiconductores como catalizador. la estructura de la banda de energía de estas partículas semiconductoras está generalmente compuesta de una banda de valencia llena de electrones y una banda de conducción de alta energía vacía. hay un espacio de banda entre la banda de valencia y la banda de conducción. cuando la luz se irradia al semiconductor con luz que tiene una energía igual o mayor que el ancho de banda prohibido, los electrones de la banda de valencia (e-) se excitan para pasar a la banda de conducción para formar fotoelectrones (e-), que generan agujeros ( h +) en la banda de valencia y migrar a la superficie de la partícula bajo la acción del campo eléctrico, respectivamente. Los electrones fotogenerados (e-) se capturan fácilmente por sustancias oxidantes como el oxígeno disuelto en el agua, mientras que los agujeros tienen un fuerte poder oxidante debido a su gran capacidad para adquirir electrones. las sustancias orgánicas adsorbidas en sus superficies, como oh- y h2o las moléculas se oxidan a radicales, radicales casi indiscriminadamente la oxidación de la materia orgánica en el agua.
2. degradación de contaminantes orgánicos en aguas residuales
Un estudio encontró que el dióxido de nano titanio puede contener hidrocarburos alifáticos, hidrocarburos aromáticos halogenados, ácidos orgánicos, nitroaromáticos, anilina sustituida, hidrocarburos aromáticos policíclicos, compuestos heterocíclicos, hidrocarburos, clase de fenoles, tintes, surfactantes, pesticidas y otras reacciones fotocatalíticas, la última generación de pequeñas moléculas inorgánicas. hasta ahora se ha encontrado que más de 3000 tipos de compuestos orgánicos refractarios pueden degradarse rápidamente por tio2 bajo irradiación ultravioleta. La degradación fotocatalítica del dióxido de nano-titanio de dos métodos, especialmente para aquellos que usan métodos químicos biológicos o generales, es difícil de degradar los compuestos aromáticos y aromáticos. para el sistema de contaminantes orgánicos que contiene hasta varios miles de miligramos por litro de aguas residuales, la degradación fotocatalítica puede eliminar y eliminar efectivamente los contaminantes y cumplir con los estándares ambientales requeridos. El dióxido de titanio nanométrico en la degradación del tratamiento de agua orgánico tiene las siguientes ventajas: (1) tiene una gran superficie específica, que tiene un contacto más completo con la materia orgánica en las aguas residuales, la materia orgánica máxima puede ser adsorbida en su superficie; (2) tiene una mayor capacidad de absorción UV, que tiene una mayor capacidad de degradación fotocatalítica, puede romper rápidamente la superficie de la materia orgánica. oxidación fotocatalítica de equipos de tratamiento de aguas residuales es simple, fuerte poder oxidante, con luz solar disponible, bajo consumo de energía, sin contaminación secundaria y otras características, es en la profundidad del tratamiento de aguas y tratamiento de aguas residuales industriales de buenas perspectivas de aplicación de materia orgánica refractaria, las principales áreas de aplicación son las siguientes:
2.1 tratamiento de aguas residuales con pesticidas orgánicos con fosfina
2.2 Tratamiento de aguas residuales orgánicas cloradas
2.3 Tratamiento de aguas residuales aceitosas
2.4 teñido de lana y tratamiento de aguas residuales de acabado
2.5 tratamiento de agua de la mina
3. degradación de contaminantes inorgánicos en aguas residuales tio2 puede degradar efectivamente compuestos orgánicos en aguas residuales en pequeñas moléculas inorgánicas como h2o, co2, so2-4, po3-4, no3- y iones halógenos para lograr una inorgánica completa.
3.1 tratamiento de aguas residuales de cromo
3.2 Tratamiento de aguas residuales con cianuro
3.3 tratamiento de aguas residuales que contienen mercurio
3.4 no2 - tratamiento de aguas residuales
3.5 tratamiento de aguas residuales con plomo
En resumen, el método de purificación fotocatalítica de nano-tio2 es simple, completamente descontaminado y no produce contaminación secundaria. casi todas las sustancias orgánicas enumeradas en la lista de contaminantes prioritarios pueden descomponerse mediante conversión fotocatalítica. por lo tanto, la oxidación fotocatalítica muestra una gran vitalidad en el campo del tratamiento de aguas residuales, y muestra una perspectiva más atractiva y práctica en el tratamiento de aguas residuales orgánicas refractarias.
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