文 献 综 述

随着现代工农业的发展，产生了大量污染并释放到环境中去，其中包含了大量有毒有害的物质，严重影响了人类的正常生活和生产。多年来，研究人员采取了包括生物处理，化学处理，热处理，催化氧化，相转移和光解等方法应用于废水处理中。目前使用的具有代表性的化学污染处理法虽然对于环境保护起了巨大的作用，但是技术存在着低效率，不能将污染物无害化，容易产生二次污染，使用范围狭窄等问题。光催化是一门新型的污染处理技术，在环境保护和治理上的应用研究开始于20世纪70年代后期，到了80年代特别是90年代，光催化的研究已经相当的活跃。如今光催化凭借其能完全降解环境中的污染物，低能耗，不会产生二次污染，使用范围宽泛等优势，日益受到大家的重视，已经发展成一门新兴的化学边沿学科。光催化氧化法处理废水具有广泛的应用前景，它不仅可以克服生物处理法难以降解的染料、农药、医药等废水中复杂的环状分子结构的有毒染污的缺点，还避免了絮凝、沉淀法仅能去除不溶性、溶胶性染料物的局限性及一般化学氧化法氧化作用的不彻底性，所以它对保护生态环境，维持生态平衡，实现可持续发展有着重要的意义。

汞俗称水银，是一种广泛分布于环境的有毒金属，主要以元素汞、无机汞、有机汞三种形式存在，含汞废水是对环境污染最严重的工业污染之一。汞对于人体伤害非常剧烈，除了明显的神经毒性外，对免疫系统和内分泌系统也有巨大的影响。曾经轰动世界的日本水误病就是由于当地的一家工业公司常年向水湾中排入含汞的废水所导致的。所以对于含汞废水的处理直接关系到我们的身心健康，传统含汞废水的处理多采用沉淀法，离子交换和吸附的方式，这种处理有着一定的局限性。本实验主要通过光催化反应来处理含汞废水，对含汞废水进行有效的除去处理，达到国家排放标准。

1光催化反应体系的研制

1.1光催化反应的原理

光催化其实是半导体材料在光的照射下，通过把光能转化为化学能，促进化合物的合成或者降解的过程。光催化降解废水的过程其实是对污染废水进一步的催化氧化或者深度氧化的过程，通常所用的催化剂就是固体半导体催化剂。当半导体吸收的能量超过其禁带宽度时，就会产生自由电子和空穴，这些自由电子和空穴作为活性物质可以与水、电子发生反应，分别产生H2O-和O2-，由于它们都具有强还原性所以促进污染物的降解。光催化技术的优点就是反应条件温和，能在紫外光照射或暴露在阳光下发生，能耗低；在目前的广泛研究的禁带n型半导体化合物中，TiO2光照后不发生光腐蚀，耐酸碱性好，对生物无毒性；来源丰富，产生光生电子和空穴的电势电位高，有很强的氧化性和还原性。因此TiO2因其高化学稳定性、高活性、无二次污染、催化寿命长等特征被公认为是迄今为止最为理想的光催化剂，常用于降解废水中的有机污染物。

1.2各因素对光催化反应的影响

光催化降解过程会受很多因素的影响。比如光强、pH值、目标物的浓度、TiO2浓度、温度、阴阳离子等。很多研究表明，增加增加在波长范围内的发生光强度能促进光催化反应；温度和标物浓度对于光催化的反应的影响几乎可以忽略不计；阴离子会与羟基自由基生成阴离子自由基，所以阴离子的存在会影响污染物的降解；而阳离子作为电子捕获剂，进而提高光生电子和空穴的分离效率，提高光催化反应效率。

2光催化对于含汞废水的除去

2.1除去含汞废水的方法和原理