二氧化鈦光催化劑及其在環(huán)境中的應(yīng)用研究進(jìn)展

張 智，張 娟，李淑輝，張廣鑫，趙毅磊，王潔瑩，孫東洲*

（1.黑龍江省科學(xué)院 石油化學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江省科學(xué)院 高技術(shù)研究院，黑龍江 哈爾濱 150020）

二氧化鈦光催化劑及其在環(huán)境中的應(yīng)用研究進(jìn)展

張 智1，2，張 娟1，2，李淑輝1，張廣鑫2，趙毅磊1，王潔瑩1，孫東洲1，2*

（1.黑龍江省科學(xué)院 石油化學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江省科學(xué)院 高技術(shù)研究院，黑龍江 哈爾濱 150020）

二氧化鈦光催化技術(shù)具有低耗能、操作簡(jiǎn)單、無(wú)毒性、降解無(wú)選擇性、能夠徹底降解有機(jī)污染物的特點(diǎn)，且因二氧化鈦無(wú)二次污染并可回收循環(huán)利用而備受青睞。介紹了二氧化鈦的結(jié)構(gòu)、性能、光催化機(jī)理及幾種提高二氧化鈦光催化性能的改性方法。闡述了二氧化鈦在凈化空氣、污水處理等環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用和在應(yīng)用中尚存的一些問(wèn)題。對(duì)二氧化鈦在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

二氧化鈦；光催化；環(huán)境;應(yīng)用

前言

自20世紀(jì)70年代初Fujishima和Honda[1]發(fā)現(xiàn)TiO2在光照條件下具有分解水中有機(jī)物的功能以來(lái)，其在能源、半導(dǎo)體材料、光催化材料、陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。TiO2具有反應(yīng)條件溫和，無(wú)毒，無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，且能夠降解難降解的有機(jī)污染物[2]，在處理水污染等其他環(huán)境污染方面比傳統(tǒng)的工藝有明顯的優(yōu)勢(shì)。TiO2也可以循環(huán)利用，極大降低了成本。所以TiO2成為處理環(huán)境污染問(wèn)題中的新興材料，對(duì)環(huán)境保護(hù)有重要的意義。本文綜述了TiO2機(jī)理，TiO2光催化性能的改性方法以及在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用研究。

1 半導(dǎo)體TiO2

1.1 TiO2的結(jié)構(gòu)和性能

TiO2有三種晶體結(jié)構(gòu)即銳鈦礦、金紅石及少量的板鈦礦。當(dāng)TiO2的晶體結(jié)構(gòu)為銳鈦礦時(shí)，其鈦原子在整個(gè)幾何結(jié)構(gòu)八面體中心位置，其余的六個(gè)氧原子分別位于各個(gè)八面體的棱角，幾何空間結(jié)構(gòu)疏松。金紅石晶型的TiO2中氧離子作為6方最緊密堆積。因此銳鈦礦晶型的TiO2缺陷程度較大，易捕捉氧[3]。實(shí)驗(yàn)室比較容易制得的是經(jīng)高溫焙燒得到催化活性較高的銳鈦礦晶型的TiO2。當(dāng)焙燒溫度過(guò)高，TiO2將發(fā)生相轉(zhuǎn)變，得到銳鈦礦的TiO2和金紅石TiO2的混合相，且金紅石晶型的TiO2存在的含量比在較低溫度焙燒后的金紅石晶型的TiO2的含量相對(duì)較高。由于銳鈦礦和金紅石兩種晶體的空間幾何結(jié)構(gòu)不同，使得兩種晶型的光催化性能有所差異，在應(yīng)用方面也各有所長(zhǎng)。金紅石型TiO2晶體構(gòu)造比銳鈦礦型TiO2的晶體構(gòu)造更緊密和穩(wěn)定，折射率高，散射能力強(qiáng)，因此金紅石型的TiO2常作為防曬劑。而銳鈦礦的TiO2常作為光催化劑，這是由于金紅石型的TiO2的比表面積小，晶格中的表面缺陷少，捕捉氧的能力低，容易發(fā)生空穴復(fù)合，光催化活性能力較弱。而銳鈦礦晶型由于表面缺陷和位錯(cuò)多，比表面積相對(duì)較大，因此有較多氧空位來(lái)捕獲電子，光催化活性較高[4～7]。

1.2 TiO2光催化機(jī)理

TiO2是n型半導(dǎo)體納米粒子，由于TiO2的幾何的空間結(jié)構(gòu)，TiO2能帶不能連續(xù)。TiO2的禁帶寬度為3.2eV，半導(dǎo)體吸收能量被激發(fā)產(chǎn)生光生電子（e-）空穴（h+）對(duì)。由于有電場(chǎng)的存在，因此激發(fā)態(tài)的電子和空穴極易被束縛，重新合并以新的熱量及其他方式散發(fā)，如圖1所示。

圖1 TiO2光催化機(jī)理Fig.1 Photocatalytic mechanism of TiO2

具體的反應(yīng)如下：電子和空穴在庫(kù)侖力的作用下遷移到粒子表面，當(dāng)催化劑存在合適的表面缺陷時(shí)，在電子和空穴重新合并之前，就會(huì)與催化劑表面上所吸附的物質(zhì)發(fā)生一系列氧化還原反應(yīng)。這是由于電子具有強(qiáng)的還原作用，空穴具有很強(qiáng)的氧化作用。由于空穴具有很強(qiáng)的反應(yīng)活性，在半導(dǎo)體中，催化劑表面所吸附的水分子和氫氧根離子發(fā)生一系列氧化還原反應(yīng)，生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基（·OH），具體反應(yīng)如下[8～13]：

表面吸附的氧分子和溶液中的氧分子與電子發(fā)生反應(yīng)，也是生成氧化能力極強(qiáng)的·OH的來(lái)源：

·OH自由基和·OOH自由基的氧化能力極強(qiáng)，可以徹底地降解有機(jī)物，使有機(jī)物徹底分解成CO2和H2O等無(wú)機(jī)物，對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染。

TiO2光催化活性取決于TiO2的晶型結(jié)構(gòu)，當(dāng)TiO2的晶型結(jié)構(gòu)為銳鈦礦時(shí)，光催化性能相對(duì)較高，當(dāng)TiO2的晶型結(jié)構(gòu)為金紅石時(shí)，光催化性能相對(duì)較低[14]。因此在制備經(jīng)高溫焙燒的TiO2過(guò)程中保持TiO2的晶型結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。當(dāng)焙燒TiO2的溫度在500℃時(shí)，TiO2的晶型結(jié)構(gòu)為銳鈦礦。當(dāng)焙燒TiO2的溫度為600℃時(shí)，TiO2開(kāi)始發(fā)生相轉(zhuǎn)變，此時(shí)TiO2的晶型結(jié)構(gòu)為銳鈦礦和金紅石混合晶型且金紅石相的TiO2的含量相對(duì)較多。當(dāng)溫度在700℃時(shí)，TiO2的晶型結(jié)構(gòu)為金紅石，因此實(shí)驗(yàn)焙燒一般在 500～600℃。TiO2光催化活性也與粒徑大小有關(guān)，粒徑小TiO2的光催化活性相對(duì)較高。

2 TiO2的改性

2.1 離子摻雜

適當(dāng)?shù)碾x子摻雜可以拓寬TiO2對(duì)可見(jiàn)光的吸收范圍,并增加吸收強(qiáng)度,是目前可見(jiàn)光化研究中最為廣泛的一種方法。摻雜光催化劑TiO2的離子一般包括過(guò)渡金屬離子、稀土金屬離子、貴金屬離子和其他無(wú)機(jī)離子。由于摻雜引起能級(jí)位錯(cuò)變化,能很好地提高摻雜TiO2催化劑在可見(jiàn)光下的催化活性。目前研究者已經(jīng)研究了將Fe（Ⅲ）摻雜到TiO2納米晶中。納米顆粒經(jīng)500℃退火處理后,樣品結(jié)構(gòu)是銳鈦礦結(jié)構(gòu),無(wú)雜相且粒徑較小，從而使TiO2的光催化活性提高[15]。

吳奇[16]等用電化學(xué)陽(yáng)極氧化法結(jié)合浸漬和退火后處理制備了Fe和N共摻雜的TiO2納米管陣列光催化劑，表征結(jié)果表明，F(xiàn)e、N共摻雜對(duì)TiO2納米管陣列的形貌和結(jié)構(gòu)影響不大，F(xiàn)e和N均摻入了TiO2晶格中。紫外-可見(jiàn)（UV-Vis）漫反射光譜顯示Fe和N共摻雜TiO2納米管陣列的吸收帶邊較純TiO2納米管陣列和單一摻雜TiO2納米管陣列可見(jiàn)光吸收增強(qiáng)?？疾炝私到饬_丹明B（RhB）的光催化活性，F(xiàn)e和N共摻雜TiO2納米管陣列對(duì)RhB的降解速率較純TiO2納米管陣列和單一摻雜TiO2納米管陣列明顯提高，證明了Fe、N共摻雜具有協(xié)同效應(yīng)。

Shamshi[17]等認(rèn)為，稀土元素的f軌道能與被降解底物發(fā)生配位反應(yīng)，從而提高TiO2的光催化活性。水淼等認(rèn)為，稀土離子和Ti（Ⅳ）離子半徑相差較大，若取代晶格Ti（Ⅳ）則引起TiO2晶格畸變、膨脹，有助于光生空穴-電子的分離，因而納米TiO2摻雜適量La可提高其光催化活性。

2.2 表面光敏化

光敏化是通過(guò)添加適當(dāng)?shù)墓饣钚悦艋瘎?使其吸附于TiO2表面，擴(kuò)大了TiO2激發(fā)波長(zhǎng)的范圍,使之能充分利用可見(jiàn)光，是提高TiO2對(duì)可見(jiàn)光的利用的最有效的途徑之一[18]。Lin[19]等認(rèn)為PANI修飾后的TiO2在紫外光和可見(jiàn)光（420nm＜λ＜800nm）下，比單純的TiO2和摻雜N后的TiO2的光催化活性和穩(wěn)定更高。尤其在更長(zhǎng)的波長(zhǎng)（550nm＜λ＜800nm）下對(duì)甲基橙和對(duì)氯苯酚的催化強(qiáng)度更強(qiáng)。Wang[20]等認(rèn)為銦離子摻雜到TiO2晶格中，形成了一種獨(dú)特的化學(xué)物質(zhì)O-In-Clx，存在于銦離子摻雜后的TiO2的表面。其禁帶寬度為0.3eV，大大低于單純的TiO2的禁帶寬度。由于TiO2對(duì)可見(jiàn)光的利用與TiO2的禁帶寬度有關(guān)，因此其光催化活性比單純的TiO2的光催化活性高。

徐志兵[21]等，采用溶膠-凝膠法和水熱法制備了Ag/TiO2催化劑,將其在葉綠素提取液中浸泡24 h,制成光敏化Ag/TiO2催化劑。以Cr6+溶液為研究對(duì)象,分別在紫外光和可見(jiàn)光下考察了納米TiO2、納米Ag/TiO2、光敏化TiO2和光敏化Ag/TiO2催化劑的光催化性能。結(jié)果表明,在四種催化劑相中,光敏化Ag/TiO2催化劑的性能最好,特別是在可見(jiàn)光下,光敏化Ag/TiO2催化劑光催化還原Cr6+，150min后脫除率達(dá)到100.0%。

杜雪巖[22]等采用曙紅與葉綠素銅三鈉對(duì)TiO2納米顆粒進(jìn)行了光敏化,研究了TiO2納米顆粒在節(jié)能燈光源下的光催化活性。結(jié)果表明:光敏化可以保持TiO2的銳鈦礦結(jié)構(gòu),對(duì)其形貌無(wú)明顯影響。光敏化后的TiO2納米顆粒在可見(jiàn)光區(qū)吸光程度有較大提高,兩種光敏劑的協(xié)同作用可使光譜的響應(yīng)波長(zhǎng)向可見(jiàn)光方向移動(dòng),拓展了TiO2光譜響應(yīng)范圍。光催化降解實(shí)驗(yàn)表明:光敏化TiO2納米顆粒具有優(yōu)良的光催化性能,且在30℃,光敏化8h,曙紅質(zhì)量濃度30mg/L及葉綠素銅三鈉質(zhì)量濃度20mg/L時(shí),光敏化的TiO2光催化效果最好,用節(jié)能燈作光源對(duì)甲基橙的降解率為61.33%。

2.3 分子篩負(fù)載

TiO2負(fù)載在分子篩上，由于分子篩特殊的結(jié)構(gòu)，使其分布在分子篩表面和進(jìn)入到分子篩孔徑中去。Ugurlu[23]等認(rèn)為海泡石具有纖維孔洞形狀的含水硅酸鎂，其在工業(yè)上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于其多孔性結(jié)構(gòu)和大的比表面積。TiO2負(fù)載在海泡石上增加其利用率，因此在同等用量上的TiO2其光催化活性更強(qiáng)。同時(shí)研究者也將TiO2負(fù)載在沸石上。這是由于沸石的特殊結(jié)構(gòu)可以起到抑制電子—空穴復(fù)合的作用,使得沸石吸附的有機(jī)物可以很容易地獲得活性基團(tuán),從而提高沸石負(fù)載TiO2光催化劑的活性。另一方面是當(dāng)半導(dǎo)體表面和分子篩接觸時(shí),載流子能重新分布,光電子就從費(fèi)米能級(jí)較高的n型半導(dǎo)體（即TiO2）轉(zhuǎn)移到費(fèi)米能級(jí)較低的分子篩上,重合形成統(tǒng)一的費(fèi)米能級(jí),從而形成肖特基勢(shì)壘（Schottkybarrier）。即在TiO2半導(dǎo)體表面的分子篩中形成了電子捕獲阱,促進(jìn)了光生電子與空穴的分離,延長(zhǎng)了空穴的壽命,從而提高了分子篩負(fù)載TiO2催化劑的光催化活性[24]。

韓陽(yáng)[25]以在堿性水熱條件下所制備的MCM-41分子篩作載體、用絮凝法制備TiO2/MCM-41分子篩，用同樣方法制備了TiO2/ZSM-5/MCM-41分子篩，TiO2料子在兩種分子篩上分散較均勻，兩種樣品均含有銳鈦礦TiO2結(jié)構(gòu)和部分金紅石TiO2結(jié)構(gòu)；其孔容積和比表面積均較原載體有所減??；用其光催化降解羅丹明B溶液，結(jié)果表明，負(fù)載率為40%，在500℃下焙燒4h，兩種分子篩的光催化效果較好。催化劑加入0.04g時(shí)對(duì)羅丹明B溶液的光催化效果最佳，脫色率均達(dá)99%以上。

李慧芳[26]采用溶膠凝膠法制備了純納米TiO2及不同比例Zn、Cu、La離子單摻雜,La-Zn共摻雜的納米TiO2光催化劑。用溶膠浸漬法制備了MCM-41分子篩負(fù)載純納米TiO2及La-Zn共摻雜納米TiO2的復(fù)合光催化劑,并用其在紫外光下對(duì)甲基橙溶液和甲醛氣體進(jìn)行降解。用干燥器法測(cè)定了3A、5A、13X、MCM-41分子篩對(duì)甲醛的靜態(tài)吸附量。結(jié)果表明：MCM-41介孔分子篩對(duì)甲醛的吸附性能最好,說(shuō)明比表面積和孔徑大有利于吸附甲醛氣體。將MCM-41分子篩與純納米TiO2及0.05%Zn+0.1% La/TiO2的溶膠分別進(jìn)行不同比例的浸漬負(fù)載,發(fā)現(xiàn)用分子篩負(fù)載能夠抑制納米TiO2的粒徑生長(zhǎng),且粒徑大小隨負(fù)載量的增加而增大,復(fù)合材料的孔容和孔道直徑都隨負(fù)載量的增加而減小。

3 納米TiO2光催化劑的應(yīng)用

3.1 TiO2光催化劑在氣體凈化中的應(yīng)用

近年來(lái),空氣中有害物質(zhì)的去除引起了人們的關(guān)注。由于大部分空氣污染物（如醛、酮、醇等）是可氧化的,因此用氧化法去除是可行的。去除空氣中污染物常用的多相催化氧化法大都需要在較高溫度下進(jìn)行,而光催化能在室溫下利用空氣中的水蒸氣和O2去除空氣污染物。利用TiO2光催化劑在光照條件下可將空氣中的有機(jī)物分解為CO2、H2O及相應(yīng)的有機(jī)酸[27]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)烯烴、醇、酮、醛、芳香族化合物、有機(jī)酸、胺、有機(jī)復(fù)合物、三氯乙烯等氣態(tài)有機(jī)物的TiO2光催化降解進(jìn)行了研究，其量子效率（反應(yīng)速率/入射光密度）是降解水溶液中同樣有機(jī)物的10倍以上[28～29]。另外，在TiO2光催化反應(yīng)中，一些芳香族化合物的光催化降解過(guò)程往往伴隨著各種中間產(chǎn)物的生成，有些中間產(chǎn)物具有相當(dāng)大的毒性，從而使芳香族化合物不適于液相光催化反應(yīng)過(guò)程，如水的凈化處理。但在氣相光催化反應(yīng)中，只要生成的中間產(chǎn)物揮發(fā)性不大，就不會(huì)從TiO2表面脫離進(jìn)入氣相，造成新的污染，而是進(jìn)一步氧化分解，最終生成CO2和H2O。

3.2 TiO2光催化劑在污水凈化中的應(yīng)用

光催化反應(yīng)的強(qiáng)氧化性能是其在水污染控制方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)所在。

3.2.1 廢水處理

含鹵衍生物如有機(jī)氯化物是水中最主要的一類(lèi)污染物，毒性大，分布廣，其治理是水污染處理的一個(gè)重要課題。光催化過(guò)程在處理有機(jī)氯化物方面顯示出了較好的應(yīng)用前景，目前關(guān)于這方面的研究已有許多報(bào)道，研究認(rèn)為鹵代烴、鹵代脂肪酸等均可完全降解，氯酚、氯苯等經(jīng)過(guò)一系列中間產(chǎn)物生成CO2和HCl[30]。印染廢水進(jìn)入水體會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，其中有的還含有苯環(huán)、胺基、偶氮基團(tuán)等致癌物質(zhì)。宋波[31]采用溶膠-凝膠和水熱合成兩種方法分別制備Fe元素和N元素?fù)诫s改性的TiO2光催化劑，結(jié)果表明，樣品在紫外光和太陽(yáng)光下降解印染廢水中目標(biāo)降解物亞甲基藍(lán)效率均能達(dá)到95%。

農(nóng)藥廢水中含有機(jī)磷農(nóng)藥，三氯苯氧乙酸，DDVP，DTHP，DDT，三氮硝基甲烷等，毒性大，難降解，易生物積累。利用TiO2光催化去除農(nóng)藥雖然不能使所有的污染物最終達(dá)到完全礦化，但不會(huì)產(chǎn)生毒性更高的中間產(chǎn)物，這是其他方法無(wú)法相比的。孫宏偉[32]采用陽(yáng)極氧化法制備TiO2納米管薄膜光催化劑，并用Au-Pd對(duì)其進(jìn)行共修飾，以有機(jī)磷農(nóng)藥馬拉硫磷為探針考察Au-Pd沉積對(duì)光催化劑活性的影響。光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Au-Pd共修飾TiO2納米管膜（Au-Pd-TiO2）光催化活性明顯高于未經(jīng)修飾的TiO2納米管，反應(yīng)速率常數(shù)提高1.72倍，單位級(jí)數(shù)能耗顯著降低。

3.2.2 飲用水處理

目前地面水普遍受到污染，而常規(guī)的給水技術(shù)難以達(dá)到去除溶解性有機(jī)物的效果，由此造成飲用水中總是存在一定量的有機(jī)污染物。據(jù)報(bào)道，世界范圍內(nèi)飲用水中，已出現(xiàn)765種有機(jī)化合物，其中117種是屬于致癌的或與致癌有關(guān)的物質(zhì)。研究表明，TiO2光催化對(duì)這些微量有機(jī)污染物以及消毒副產(chǎn)物的前體物質(zhì)如腐殖酸、酚類(lèi)等的去除都有著顯著的效果[33]。研究者用溶膠—凝膠法研制的TiO2光催化反應(yīng)裝置成功地去除了水中揮發(fā)性有機(jī)物，而且可以完全將其礦化成為H2O，CO2。最近研究者用合成的具有層狀結(jié)構(gòu)的TiO2纖維作為光催化劑，在O3/TiO2/UV體系處理含有腐殖質(zhì)的飲用水，1h后腐殖質(zhì)去除率達(dá)97.1%。染料廢水、農(nóng)藥廢水、表面活性劑、氟里昂、含油廢水等都可以被納米TiO2氧化降解。

3.3 滅活細(xì)菌

TiO2在光照下對(duì)環(huán)境中的微生物具有抑制或殺滅作用，從而達(dá)到抗菌效果。在人們的居住環(huán)境中存在著各種有害微生物，對(duì)人類(lèi)生活產(chǎn)生不良影響。家居環(huán)境中的一些潮濕的場(chǎng)合如廚房、衛(wèi)生間等，微生物容易繁殖，導(dǎo)致空氣菌濃度和物品表面菌濃度增大，對(duì)人的健康產(chǎn)生威脅。利用納米TiO2的光催化性可充分抑制或殺滅環(huán)境中的有害微生物，降低環(huán)境微生物對(duì)人的危害[34～35]。

3.4 除臭

空氣中惡臭氣體主要有五種:①含硫化合物，如硫化氫、二氧化硫、硫醇類(lèi)、硫醚類(lèi)等;②含氮化合物，如胺類(lèi)、酰胺等;③鹵素及其衍生物，如氯氣、鹵代烴等;④烴類(lèi)，如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等;⑤含氧的有機(jī)物，如醇、酚醛、酮、有機(jī)酸等。以前普遍采用活性炭去除這些臭氣，隨著氣體在活性炭表面的富集，其吸附能力明顯降低，使其應(yīng)用受到限制。而TiO2光催化劑吸附這些氣體，經(jīng)紫外光照射氣體分解后，又可恢復(fù)其新鮮表面，消除了吸附限制。近年來(lái)，采用TiO2光催化劑和氣體吸附劑（沸石、活性炭、SiO2、Al2O3等）組成的混合型除臭吸附劑已得到實(shí)際應(yīng)用。氣體吸附劑吸附的臭氣經(jīng)表面擴(kuò)散與TiO2光催化劑接觸后，就會(huì)被氧化分解，既不會(huì)降低吸附劑的吸附活性，又解決了TiO2光催化劑對(duì)臭氣吸附性較弱的特點(diǎn)，大大提高了臭氣的光降解效率。

3.5 提供有效儲(chǔ)氫方式

物理和化學(xué)方法儲(chǔ)氫需要昂貴的設(shè)備，而TiO2納米管可以提供一種有效而清潔的儲(chǔ)氫方式[36]。用TiO2納米管來(lái)制造燃料電池汽車(chē)中的氫容器，可有效避免空氣污染或排放溫室氣體。

4 展望

光催化氧化技術(shù)具有高效、節(jié)能、清潔無(wú)毒等突出優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景的新型水污染處理技術(shù)。然而作為近30年發(fā)展起來(lái)的新的研究領(lǐng)域，光催化降解現(xiàn)在還基本上停留在實(shí)驗(yàn)室水平，實(shí)際應(yīng)用很少。因此無(wú)論是在光催化機(jī)理的研究方面，還是在工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中都需要進(jìn)一步的深入研究。以下為亟待解決的幾個(gè)問(wèn)題：（1）在處理污水過(guò)程中的回收問(wèn)題；（2）制備出高熱穩(wěn)定性的TiO2；（3）光催化技術(shù)與其他技術(shù)耦合，利用技術(shù)的協(xié)同作用來(lái)獲取最佳的處理效果。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，相信TiO2光催化技術(shù)會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用前景。

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Research Progress of TiO2Photocatalyst and Its Application in Environment

ZHANG Zhi1,2,ZHANG Juan1,2,LI Shu-hui1,ZHANG Guang-xin2,ZHAO Yi-lei1,WANG Jie-ying1and SUN Dong-zhou1,2
（1.Institute of Petrochemistry,Heilongjiang Academy of Sciences,Harbin 150040,China;2.Institute of Advanced Technology,Heilongjiang Academy of Sciences,Harbin 150020,China）

The photocatalytic oxidation of TiO2has been paid more and more attention for the advantages of low-energy consumption,simple operation,non-toxic,non-selective reaction conditions,the complete degradation of organic pollutants,no secondary pollution,and recycling.The structure,property,photocatalytic mechanism of TiO2and several modification methods for improving TiO2photocatalytic properties were reviewed in this paper.The applications in air purification,waste water treatment,and other fields of environmental protection and the existing problems in these applications were introduced.At last,the application prospects of TiO2in environment were showed.

TiO2；photocatalytic；environment;application

TQ433.438

A

1001-0017（2017）02-0135-05

2016-12-30

張智（1971-），女，黑龍江哈爾濱人，副研究員，從事催化劑方面的研究。

*通訊聯(lián)系人：孫東洲（1970-），男，副研究員，研究方向?yàn)楦叻肿硬牧稀-mail：sundongzhou22@163.com。