毕业论文课题相关文献综述

从18世纪开始的第一次工业革命到21世纪的新工业革命，人类的生活发生了翻天覆地的变化，伴随着经济的快速增长，人类赖以生存的环境受到了不同程度的污染和破坏，其中对水资源的污染显得更为严重^[1-2]。

1. 水中各类主要污染物

水中的各类污染物主要有卤代有机化合物、染料、表面活性剂和农药等。卤代有机化合物包括卤代脂肪烃、卤代芳香烃、卤代脂肪酸等，在各国提出的优先控制的有害物质黑名单中占有相当大的比例，因而研究其催化分解条件、机理都有很大的现实意义。

染料废水是含有有机染料的高色度废水，具有组成复杂，水质、水量变化大，色度高，分布广，难生物降解等特点，是废水处理中的难点之一。近年来纺织业的蓬勃发展，染料废水已经越来越成为水体的重要污染源之一。对于染料废水的处理，传统的方法主要有吸附法、化学混凝法、氧化法、膜分离法和生化法等等，由于染料废水自身的特点， 这些方法在运行效果或成本上都存在一定的缺点。近年来，光催化氧化技术作为一种高效、低毒性、低能耗、不造成二次污染的绿色水处理技术而被广泛的应用。

表面活性剂在工业和生活中的广泛应用，使得水体污染日益严重。目前，去除水中表面活性剂的方法主要有泡沫分离法、絮凝分离法、吸附法等，但它们对低浓度表面活性剂废水的处理效果均不能令人满意。

农药一般分为除草剂和杀虫剂，其危害范围较广，目前使用的处理方法主要是生化法，但处理费用高，且效果不理想。

2. 光催化降解有机污染物

自1972年日本的Fujishima和Honda^[3]发现TiO₂单晶电极分解水以来，半导体光催化降解有机污染物，以其操作条件温和(在常温常压下就可以进行)、氧化彻底、低能耗、无二次污染等优点，成为工业废水治理领域最为活跃的一个研究热点。

用于光催化降解的纳米半导体光催化剂又称光触媒，是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促使与之接触的物质发生化学反应的物质。它将自然界存在的光能转换为化学反应所需的能量来进行催化作用，使吸附于自身的氧气以及水分子激发成具有极强氧化性的自由基，这些自由基几乎可降解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，不会造成资源浪费与附加污染^[4-5]。

半导体的基本能带结构是：由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，价带和导带之间由禁带分开。当用能量等于或大于禁带宽度的光照射时，半导体价带上的电子(e^-)被激发跃迁到导带，同时在价带上产生相应的光生空穴(h )，这样就在半导体内部生成电子-空穴对。光生电子-空穴对的反应主要包括以下4个途径：产生的电子与空穴对在体内复合(途径B)；迁移到半导体表面后进行复合(途径A)；迁移到半导体表面的电子与表面吸附的电子受体发生反应(途径C)，使其还原；迁移到半导体表面的空穴与半导体表面上吸附的电子给体反应(途径D)，使其氧化。研究发现前两种途径是光催化反应的副反应，需要抑制，否则会降低光催化反应效率；后两种是光催化反应的目标反应，能够促进光催化反应效率的提高。