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金属氧化物纳米材料在污染物处理及环境分析中的应用研究

喻德忠

  纳米科学技术是上世纪八十年代末诞生并正在蓬勃发展的一种高新科技,它的内容是在纳米尺寸范围内认识和改造自然,通过直接操纵和安排原子分子而创造新物质。纳米材料是纳米科技的基础,被誉为21世纪最有前途的材料。纳米材料一般是指尺寸在1nm到100nm之间的粒子,是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。纳米材料分为两个层次,即纳米超微粒子与纳米固体材料,纳米超微粒子指的是粒子尺寸为1~100nm的超微粒子;纳米固体是指由纳米超微粒子制成的固体材料。由于纳米粒子本身的结构和特性决定了纳米固体材料的许多新特性。它所具有的体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应使得纳米材料在固体力学、电学、磁学、光学和化学活性等方面具有奇特的性能,因而在许多方面有着广阔的应用前景。环境污染是全世界所关注的问题,能否有效地治理环境污染,对于保护环境、维持生态平衡、实现可持续发展具有重大意义。半导体纳米材料由于具有独特的光化学反应活性、双电层羟基配位吸附特性以及高比表面积,已引起了人们的广泛兴趣。近年来,具有半导体特性的金属氧化物纳米粒子,如纳米二氧化钛、纳米硫化镉等,在光降解处理环境污染物中得到了广泛的应用.但这类处理方法常需要光催化活性很高的纳米’TiO_2和人工光源,光量子效率低;光催化剂不易固定;反应酸度较高,需在通入O_2或N_2的条件下进行且要求被处理体系具有良好的透光性,在实际应用中受到了限制。因此,如何利用纳米材料的独特性质,在较简单的工艺条件下,有效地处理环境污染物,一直是一个具有挑战性和开拓性的课题。染料污染处理是目前国内外学者所面临的难点问题之一,染料污染主要有偶氮类染料污染、罗丹明染料污染等。近年来,纳米二氧化钛由于其独特的性质,在光催化降解处理染料污染中得到了广泛的应用,但研究对象多为偶氮类染料,对罗丹明染料的处理及光解机理研究,有关报道则较少。环境分析是环境污染物治理的眼睛,有着举足轻重的作用,但在实际工作中,环境样品的成分经常非常复杂,由于基体干扰及分析方法灵敏度等原因,往往不能……   
[关键词]:金属氧化物纳米材料;污染物处理;分离富集;环境分析
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:武汉大学2004年