光催化去除废水中重金属离子的研究进展

TiO2，（，，300384）［］。TiO2，4Cr（）、Hg（）、Pb（）、Ag（），TiO2，TiO2。［］；；；［］X703［］A［］1005-829X（2012）07-0009-06ResearchprogressintheremovalofheavymetalionsfromwastewaterbyTiO2photocatalysisYangYongfan，FeiXuening（TianjinKeyLaboratoryofWaterQualityScienceandTechnology，DepartmentofEnvironmentalandMunicipalEngineering，TianjinInstituteofUrbanConstruction，Tianjin300384，China）Abstract：Moreandmoreattentionhasbeenpaidtoenvironmentalgovernanceandpurificationbysemiconductorheterogeneousphotocatalysis.AnoverviewisgivenonthemechanismofTiO2photocatalyticremovalofheavymetalions.Fromtheangleofphotocatalyticreduction，theremovingcharacteristicsofphotocatalysisoffourprimaryheavymetalionsCr（）、Hg（）、Pb（）、Ag（），andtheirinfluencingfactorsaresummarizedandanalyzed.FurtherunderstandingontheessentialdisciplinarianofTiO2photocatalysisisobtained.Attheend，theproblemsexistinginTiO2photocatalytictechniqueandthetrendofitsfuturedevelopmentarediscussed.Keywords：heavymetalions；photocatalyticreduction；titaniumdioxide；wastewater，。、、、、、。（、、、、）。，。3：（1）。、。（2）。、、、、。（3）。、〔1〕。12，，。3，，，，。。，TiO2、、、、〔2〕。TiO2，，TiO2，，。1TiO2。（ValenceBand，VB），（ConductionBand，CB），。，。32720127IndustrialWaterTreatmentVol．32No．7Jul.，20129，（e-），（h+），（），。，（），（）。1。1。，（C）；，（D）；-（AB）。TiO2N，TiO23.2eV，388.5nm。TiO2，；，。H.Yoneyama〔3〕WO3、TiO2、SrTiO3，Cr（），。，TiO2〔4〕。TiO2：TiO2（）；，TiO2，，TiO2（、、）（），（）（、）TiO2。〔5〕，Au（）、Hg（）、Pb（）、Ag（）、Cu（）、Cu（）；Cr（）、Fe（）Cr（）Fe（）；Cr（）、Fe（）、Cd（）、Ni（）、Mn（）TiO2，，。，Ni（）〔6〕、Cd（）〔7〕，Mn（）〔8-9〕。，：，、、。22.1TiO2TiO2、、pH。，pH。〔10〕，。，TiO2，TiO2，，。，TiO2，，TiO2，。，TiO2，（-）、（≤387.5nm）、（4％）、、。，，：（1）（），，，〔11-14〕。（2），〔15-17〕。（3），〔18〕、〔19〕。（4），〔7，20〕。，pH，TiO2，。TiO26.25〔21〕。pH6.25，TiO2；pH6.25，TiO2。，TiO2，；，TiO2，。TiO2，。pHTiO2，〔22〕pH：2012-07，32（7）10ECB（V）=-0.050-0.059pH（25℃）（1）EVB（V）=3.159-0.059pH（25℃）（2）（1）、（2），pH1，59mV，pH，TiO2，。，TiO2。2.2Cr（），、。HCrO4-、Cr2O72-（）CrO42-（），。，，Cr（OH）3。，TiO2Cr6+Cr3+〔23〕，pHCr（OH）3。TiO2-Cr（），Cr（）、pH、、。，TiO2，HCrO4-、Cr2O72-，Cr（）。pH，Cr（），Cr（）。，，。〔24〕30Cr（）。，，Cr（）。Cr（），Cr（），，。、Cr（）TiO2，。〔25〕，PO43-〔26〕、SO42-、Cl-、NO3-Cr（）TiO2，Cr（）。Cr（）。〔27〕Cu2+Cr2O72-TiO2，Cu2+Cu+，Cu+Cr2O72-，Cr2O72-Cr3+，Cu+Cu2+。Cu2+Cr2O72-TiO2，TiO2-，TiO2，Cr（）。Mn2+，Mn2+〔28〕，Cr（）（）Cr（）〔29〕。〔30-31〕，Cr（）Cr（）Cr（）。，pH。〔26〕TiO2Cr（），TiO2Ti4+Ti3+，Cr（）Ti3+，Cr（）TiO2。J.J.Testa〔32〕，Cr（）Cr（），Cr（）Cr（）Cr（）。2.3Hg（），Hg2+、。，。Cr（），Hg+，Hg（0）；〔33〕，。TiO2-Hg（）pH、、。pHHg2+Hg2+。M.J.López-Mu觡oz〔34〕，（pH2、4.5）HgCl2；（pH=7）HgClOHHg（OH）2；（pH=10）Hg（OH）2。pH，Hg2+DegussaP25TiO2，，Hg2+5%，Hg2+40%；，Hg2+60%，Hg2+99%。Hg2+，，。JianhongZhou〔35〕〔36〕、EDTAHg2+TiO2。，，Hg2+EDTAHg2+TiO2。EDTAHg2+HgEDTA2-TiO2，EDTA（）〔5〕，2012－07，32（7），：TiO211Hg2+。S.M.Lee〔37〕TiO2Hg2+，5。Hg2+。C.Miranda〔33〕TiO2。，N2、3min，；O2、5min。Hg2+，O2Hg2+TiO2Hg2+。2.4Pb（），，。Pb2+。TiO2Pb2+：Pb2+；（·OH，）Pb2+Pb4+，PbO2〔38〕。ZhengpengYang〔36〕TiO2Pb2+。Pb2+TiO2TiO2。pH，TiO2，Pb2+；H+，pH，Pb2+TiO2，。L.Murruni〔39〕TiO2Pb（），Pb（）Pb（），Pb。Pb（）Pb（hVB+·OH）。，（hVB+·OH）Pb（）Pb（0），Pb（）。（hVB+·OH）CO2·-〔40〕。N2，Pb2+。L.Murruni〔39〕、、、、TiO2Pb2+，TiO2，；·OHPb2+〔41〕。XRDXPS，TiO2。2.5Ag（）Ag+、、。Ag+。，。D.Chen〔5〕，Ag+，，AgNO3Ag。TiO2Ag+，TiO2Ag+Ag（0）。TiO2、，Ag+。TiO2。3TiO2，；pH，。，；。TiO2，，。TiO2，，，、、、。，，、、。［］［1］LitterMI.Heterogeneousphotocatalysis：Transitionmetalionsinphotocatalyticsystems［J］.AppliedCatalysisB：Environmental，1999，23（2/3）：89-114.［2］OllisDF.Photocatalyticpurificationandremediationofcontami-natedairandwater［J］.ComptesRendusdel’AcadémiedesSciences-SeriesC-Chemistry，2000，3（6）：405-411.［3］YoneyamaH，YamashitaY，TamuraH.Heterogeneousphotocatalyticreductionofdichromateonn-typesemiconductorcatalysts［J］.Nature，1979，282：817-818.［4］BlakeDM.Bibliographyofworkontheheterogeneousphotocatalyticremovalofhazardouscompoundsfromwaterandair［R］.NREL/TP-430-22197，NationalRenewableEnergyLaboratory，Golden，CO（UnitedStates），1997.2012-07，32（7）12［5］ChenD.Removaloftoxicmetalionsfromwastewaterbysemiconductorphotocatalysis［J］.ChemicalEngineeringScience，2001，56（4）：1561-1570.［6］LinWY，RajeshwarK.Photocatalyticremovalofnickelfromaqueoussolutionsusingultraviolet-irradiatedTiO2［J］.JournaloftheElectrochemicalSociety，1997，144（8）：2751-2756.［7］SkubalL，MeshkovN，RajhT，etal.Cadmiumremovalfromwaterusingthiolacticacid-modifiedtitaniumdioxidenanoparticles［J］.JournalofPhotochemistryandPhotobiologyA：Chemistry，2002，148（1/2/3）：393-397.［8］MingY，ChenthamarakshanC，RajeshwarK.Radical-mediatedphotoreductionofmanganese（）speciesinUV-irradiatedtitaniasuspensions［J］.JournalofPhotochemistryandPhotobiologyA：Chemistry，2002，147（3）：199-204.［9］LozanoA，GarciaX.Heterogeneousphotocatalyticoxidationofmanganese（）overTiO2［J］.JournalofPhotochemistryandPhoto-biologyA：Chemistry，1992，69（2）：237-240.［10］，，，.TiO2———［J］.，2000（4）：11-13.［11］LiuSX，QuZP，HanXW，etal.Amechanismforenhancedphotocatalyticactivityofsilver-loadedtitaniumdioxide［J］.Cata-lysisToday，2004，93/94/95：877-884.［12］TanTTY，YipCK，BeydounD，etal.Effectsofnano-AgparticlesloadingonTiO2photocatalyticreductionofselenateions［J］.ChemicalEngineeringJournal，2003，95（1/2/3）：179-186.［13］KankiT，YonedaH，SanoN，etal.Photocatalyticreductionanddepositionofmetallicionsinaqueousphase［J］.ChemicalEnginee-ringJournal，2004，97（1）：77-81.［14］MurruniL，LeyvaG，LitterMI.PhotocatalyticremovalofPb（）overTiO2andPt-