Nanomalzemeler, geleneksel dökme malzemeden farklı yüzey, arayüz ve küçük boyut efektleri, kuantum boyutu etkileri ve makroskobik kuantum tünelleme etkilerine sahiptir. tekil mekanik, elektrik, manyetik, optik, termal ve kimyasal özellikler sergilerler ve güncel fiziksel, kimya ve malzeme biliminin en önde gelenleri olan malzemeler, çevre, enerji, kimya, biyoloji ve diğer alanlarda çok çeşitli uygulamalar gösterirler. Kirletici maddelerin suda nano-yarı iletken fotokatalitik bozunmasının kullanımı, son yıllarda su arıtma alanında sıcak nokta haline gelmiştir. Birçok çalışma, suda refrakter organik maddenin çoğunun, etkili bir şekilde indirgenebildiğini veya fotokataliz ile uzaklaştırılabildiğini göstermiştir. nanometre fotokatalist, su kirliliğinin fotokatalitik tedavisinde anahtar faktördür. nano-tio, nano-zno gibi n-tipi yarı iletken malzemeler, tio2'nin geniş bant boşlukları, kimyasal stabilite, toksik olmayan, katalitik etki, düşük fiyat ve benzeri gibi birçok avantaj gösterdiği en yaygın kullanılan fotokatalisttir. iyi uygulama beklentileri olan nano-katalizörlerden biri haline gelir.
1. Sudaki kirleticilerin fotokatalitik bozunumu prensibi
genellikle katalitik olarak tio2 ve diğer yarı iletken malzemelere dayanan teknolojinin fotokatalitik bozunumu. Bu yarı iletken parçacıkların enerji bandı yapısı genellikle bir elektron dolgulu değerlik bandı ve bir boş yüksek-enerji iletim bandı içerir. valans bandı ve iletim bandı arasında bir bant aralığı vardır. ışığın, yasak bant genişliğine eşit veya daha büyük bir enerjiye sahip olan yarı iletkene ışınlanması durumunda, valans bandı elektronları (e-), delikleri oluşturan foto elektronları (e-) oluşturmak için iletim bandına geçiş için uyarılırlar (e). h +) değerlik bandında ve sırasıyla elektrik alanının etkisi altında partikül yüzeyine göç eder. foto elektronlar (e-) suda çözünmüş oksijen gibi maddeleri oksitleyerek kolayca yakalanırken, delikler elektronları elde etme kabiliyetlerinden dolayı güçlü bir oksitleme gücüne sahiptir. yüzeyleri üzerine emilen organik maddeler, örneğin, oh ve h2o gibi moleküller, oksitler olarak okside edilirler. Ah, radikaller, sudaki organik maddenin neredeyse rasgele oksidasyonu.
2. Atık sularda organik kirleticilerin bozulması
Nano-titanyum dioksitin alifatik hidrokarbonları, halojenli aromatik hidrokarbonları, organik asitleri, nitroaromatik, sübstitüe edilmiş anilin, polisiklik aromatik hidrokarbonları, heterosiklik bileşikleri, hidrokarbonları, fenoller sınıfını, boyaları, sürfaktanları, pestisitleri ve diğer fotokatalitik reaksiyonları etkili bir şekilde halojenize ettiğini göstermiştir. inorganik küçük moleküllerin Şimdiye kadar 3000'den fazla refrakter organik bileşiğin uv ışınlaması altında tio2 tarafından hızla parçalanabileceği bulunmuştur. İki yöntemin nano-titanyum dioksit fotokatalitik bozunması, özellikle biyolojik veya genel kimyasal yöntemler kullananlar için aromatik ve aromatik bileşiklerin bozunması zordur. Her bir litre atık su için birkaç bin miligram içeren organik kirletici sistemi için, fotokatalitik bozunma etkili bir şekilde kirletici maddeleri kaldırabilir ve kaldırabilir ve gerekli çevre standartlarını karşılayabilir. Organik su arıtmanın bozunmasında nanometre titanyum dioksit, aşağıdaki avantajlara sahiptir: (1) atık sudaki organik madde ile daha fazla temas halinde olan büyük bir yüzey alanına sahiptir, maksimum organik madde yüzeyinde adsorbe edilebilir; (2), fotokatalitik bozunma için daha güçlü bir kabiliyete sahip olan, organik maddenin yüzeyini hızla parçalayabilen, uv emme kapasitesinin daha güçlü bir halindedir. organik atıksu arıtma ekipmanları fotokatalitik oksidasyon, mevcut güneş ışığı, düşük enerji tüketimi, ikincil kirlilik ve diğer özellikleri ile basit, güçlü oksitleyici güç, su arıtma ve refrakter organik madde iyi uygulama umutları, endüstriyel atıksu arıtma derinliği ana uygulama alanları aşağıdaki gibidir:
2.1 organik fosfin pestisit atıksu arıtma
2.2 klorlu organik atık su arıtma
2.3 yağlı atıksu arıtma
2.4 Yün boyama ve bitirme atıksu arıtma
2.5 maden suyu arıtma
3. Atık su tio2'deki inorganik kirletici maddelerin bozulması, tam inorganikleşmeyi sağlamak için atık sudaki organik bileşikleri, inorganik küçük moleküller, örneğin h2o, co2, so2-4, po3-4, no3 ve halojen iyonları olarak etkili bir şekilde bozabilir.
3.1 krom atıksu arıtma
3.2 siyanür atıksu arıtma
3.3 cıva içeren atıksu arıtma
3.4 no2 - atıksu arıtma
3.5 kurşunlu atıksu arıtma
özetlemek gerekirse, nano-tio2 fotokatalitik arıtma yöntemi basit, tamamen dekontamine ve ikincil kirlilik üretmez. Öncelikli kirleticiler listesinde listelenen hemen hemen tüm organik maddeler, fotokatalitik dönüşüm ile ayrıştırılabilir. Bu nedenle, fotokatalitik oksidasyon atıksu arıtma alanında büyük bir canlılık gösterir ve refrakter organik atık suyun arıtılmasında daha çekici ve pratik beklentiler gösterir.