掺杂二氧化钛辐射吸收特性分析(4)

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1.1.2 二氧化钛材料的研究现状

目前，对以TiO2光学材料为代表的研究已经非常广泛。研究的方向主要有以下几种类型：①对TiO2光学材料负载的研究；②对TiO2光学材料的改性与修饰；③对TiO2光学材料的催化活性影响的因素研究[1]。

在对以TiO2光学材料为代表的应用研究主要有以下几个方面：①对液相中污染物的降解；②空气中污染物的降解[1]。通过对二氧化钛材料进行掺杂改性等研究，改善二氧化钛材料的辐射吸收特性，以提高二氧化钛材料作为光学材料的光反应效率，拓宽其对可见光的响应范围，从而在实际生活中更加高效方便地使用。

1．2 二氧化钛材料的实际应用

1977年，Frank和Bard发现在一定光照条件下二氧化钛能够分解水中的氰化物。这个发现引起了人们对二氧化钛材料在废水处理、空气净化、杀菌、自清洁等众多领域中的应用的浓厚兴趣。本小节介绍了几种二氧化钛材料在日常生活中的较为常见的应用。

1.2.1 降解废水中的有机物

研究发现，二氧化钛材料能够有效地将废水中的某些有机物降解为CO32-、PO42-、SO42-、NO3-等无机小分子，以达到完全无机化。Blake曾在一篇文章中详细罗列出了300多种可被光分解的有机物。

颜秀茹等采用TiO2／SiO2对有机磷农药(DDVP)进行光学降解实验，其实验结果表明，有机磷农药能够较好地被光照分解[3]。孔令仁等通过将TiO2粉末附着在海砂和玻璃表面，然后依次对可溶性染料4BS、KN-B、MB的进行光解实验，实验结果表明，几种染料在光学材料的作用下均发生显著光解，而且从他们进一步的研究中发现，附着态的TiO2能够重复多次使用[4]。

通过上述实验可以看出，二氧化钛材料在一定光照条件下能够有效分解废水当中的某些有机物，而且其分解效率较高，并且能够被重复使用多次，由此可以看出二氧化钛材料的使用在污染处理中的巨大优势。源[自[751``论`文]网·www.751com.cn/

1.2.2 降解空气中的挥发性有机物

通常，在日常的办公楼里可检测到多种具有挥发性的有机物。由于这些挥发性有机物的存在是人们身体健康的潜在威胁，所以挥发性污染物的降解也是一个非常重要的课题。

洪伟等采用二氧化钛材料对某饲料厂生产过程中所产生的恶臭废气进行治理。结果发现，二氧化钛材料能有效缓解恶臭废气的排放，非常显著地改善该饲料厂周围的居住环境[5]。顾巧浓等采用一定功率的医用紫外荧光灯照射二氧化钛材料对二氯甲烷和三氯乙烯废气的进行光解试验，结果表明，二氯甲烷和三氯乙烯的去除率能够达到了70% 以上[6]。

上述两个实验表明，二氧化钛材料在一定光照条件下能够有效分解空气中的有害挥发性有机物，而且其分解效率较高，具有较好的可行性。

1．3 二氧化钛材料在实际应用中存在的问题

二氧化钛材料在实际应用中也有其缺陷：①光能利用与二氧化钛材料的稳定性的矛盾，虽然二氧化钛材料对光稳定，但其带隙较宽，光吸收仅限于紫外区，尚达不到照射到地面太阳光谱的10%；②光生载流子的重新复合影响二氧化钛材料的光反应效率。为了提高二氧化钛材料对太阳能的利用率，也就是改善二氧化钛材料对光的辐射吸收特性，国内外学者对二氧化钛材料的改性和表面修饰进行了大量研究。二氧化钛材料的改性和表面修饰一方面可以抑制光生电子和光生空穴的复合，提高光学反应的量子产率，另一方面可以使二氧化钛材料的光谱响应波长向可见光方向移动，从而提高二氧化钛材料对太阳光的利用率[7]。