基于光伏的TiO2电催化污水处理装置设计及TiO2-Ag电极催化性能研究文献综述

文献综述

1.1研究背景

近年来随着纺织业工业的发展和生活用品、药物的广泛使用，大量的废水被排放到河流中，对人类的生存造成了严重的威胁。通常废水的处理方法包括物理处理法、化学处理法、 物理化学处理法和生物处理法。最近几年，采用半导体光催化法处理废水取得重要进展，在所涉及的催化剂中，二氧化钛（TiO₂）的催化效果优越，对废水抗生素处理的效果较好^[1]，但是二氧化钛的性质限制了其的光催化效率，对太阳光利用率不高，要克服这些缺点需要对TiO₂纳米材料进行改性^[2]。

1.2 TiO₂的光电催化性质

纳米二氧化钛作为一种光催化剂，是一种性能优良的N型半导体材，可以充分利用太阳能，既高效节能又环保，并且在发生反应时表现出较好的光稳定性和较高的反应活性，无毒，成本廉价，无二次污染，是当前应用前景最为广阔的一种纳米功能材料，被广泛应用于废水处理、空气净化、杀菌消毒、医疗技术和制备环保型材料等领域。

二氧化钛的优缺点表现在两个方面：第一个方面，往二氧化钛中掺杂氮素或者一些过渡金属，这个混合后的物质能够使二氧化钛的光学带隙减小；第二个方面，生产燃料电池时，二氧化钛常用来作为光催化剂来生产氢气，其实质上是一种光活性材料存在的，广泛使用在环保与能源行业之中，二氧化钛可以借助太阳能来分解水分，形成氢气与氧气，实现了从水中制氢的过程，氢气是一种清洁燃料，同时二氧化钛可以降解有机污染物，其降解效率较高，应用价值巨大，可以实现从环境中降解并清除有害污染物重要技术方法^[3]。