武萌++李治梅

由河北工程大學(xué)承擔(dān)的“三維開放微納結(jié)構(gòu)鋅酞菁（ZnPc）/電紡二氧化鈦（TiO2）納米纖維異質(zhì)結(jié)材料的構(gòu)筑及其利用太陽光對邯鄲市污水處理方面的應(yīng)用研究”項目最近通過驗收，該項目的通過將對污水處理技術(shù)的改造提升產(chǎn)生重要作用。

目前，污水問題已經(jīng)引起全社會的高度關(guān)注。鑒于對舒適健康生活環(huán)境的迫切需求，很多研究者都致力于污水處理研究工作。當(dāng)前治理污水的方法主要有：沉降、絮凝、過濾、吸附、氣浮、生物處理等，但這些方法都不可避免地帶來二次污染，而且還有再生費用昂貴或處理周期長等缺點。生活污水雖然可用傳統(tǒng)的生物處理法有效地處理，但數(shù)百種劇毒化合物不能用生物法處理，必須尋求新的合適、有效的處理方法。

光催化材料在光降解大氣和水中污染物等方面有著重要的應(yīng)用前景。在傳統(tǒng)的光催化材料中，二氧化鈦因其具有無毒、化學(xué)穩(wěn)定性好、氧化能力強、無二次污染等優(yōu)點而被廣泛關(guān)注。然而，二氧化鈦自身存在著缺陷，一是二氧化鈦帶隙較寬（約3.2 電子伏特），其吸收的閾值波長小于387納米，只能利用占太陽光能量4 %左右的紫外光，光響應(yīng)范圍過窄，對太陽光能吸收率較低；二是光生載流子的復(fù)合率很高，導(dǎo)致量子效率較低；三是分離和再生性及循環(huán)使用性能差，以上三點嚴(yán)重影響到了二氧化鈦光催化劑的實際應(yīng)用。

如何發(fā)展改進二氧化鈦基光催化劑，使其能充分利用太陽光提高催化效率，降低光生載流子的復(fù)合率，同時降低其在實際使用中回收循環(huán)再利用的成本，成為這個領(lǐng)域具有挑戰(zhàn)性和重要性的一項前沿課題。

在眾多新型光催化材料中，金屬酞菁（MPc）因其較窄的禁帶寬度（2.0 電子伏特），在可見光區(qū)有強的躍遷，對600～700 納米的可見光具有強的吸收特性，使之與二氧化鈦復(fù)合，能有效拓寬二氧化鈦吸收光的波長范圍，提高催化劑對太陽光利用率。

此外，MPc/TiO2異質(zhì)結(jié)的構(gòu)造，使得光致激發(fā)MPc價帶上電子躍遷到導(dǎo)帶上，繼而電子自發(fā)傳輸至比MPc導(dǎo)帶位置更低的二氧化鈦導(dǎo)帶上，相應(yīng)的MPc價帶上產(chǎn)生的空穴仍滯留在原處，阻止了電子—空穴對的復(fù)合，使光生載流子有效地分離，進一步提高二氧化鈦的光催化效率。因此，MPc/TiO2異質(zhì)結(jié)材料是一種具有很好應(yīng)用前景的光催化材料，為污水處理技術(shù)提供了新的思路。（來源：長城網(wǎng)）