張 彤， 孫 娟， 趙朝成,2， 劉香玉， 蔡留蘋， 侯亞璐,2， 劉 芳

(1.中國石油大學(華東) 化學工程學院，山東 青島 266580；2.石油石化污染物控制與處理國家重點實驗室，北京 102206)

石油勘探、加工和運輸?shù)冗^程都可能不同程度地影響周圍環(huán)境。管道、油井、加油站的地下儲罐、石油廢物的不當處置和擱淺的石油泄漏是含油污水的主要來源。如果含油污水未經(jīng)有效處理就隨意排放，會對生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重破壞，對人體健康也具有潛在的危害[1-2]。含油污水具有含難降解物質(zhì)多、污染物結構復雜、濃度高的特點，且含有大量的無機鹽、硫化物和多種具有生物毒性的有機物，傳統(tǒng)的以生物降解為主的處理方式控制因素復雜，處理周期長，出水難以達到日益嚴格的環(huán)境標準[3-5]。

光催化技術是近年來出現(xiàn)的一種先進的水處理技術，能破壞有機污染物，能耗和原材料消耗低，工藝簡單，不會破壞背景環(huán)境，沒有二次污染，因而是一種很有前景的環(huán)境友好型水處理方法[6-9]。目前，光催化技術多應用于降解化工廢水、印染廢水、造紙廢水、制藥廢水等領域，技術已然成熟，越來越多的研究人員將目光投向了其對含油污水處理的研究。King等[10]研究了墨西哥灣表面深水地平線油的光化學行為，對水中的薄油膜模擬太陽光照12 h，同步掃描熒光測量顯示，較大的多環(huán)芳烴(Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)損失80%～90%，并且添加光催化劑可使PAHs的降解速率增加。由此可以看出光催化降解含油污水的潛力。

筆者分析了光催化降解有機污染物的作用機理和影響因素，詳細介紹了提高不同光催化材料性能的改性和負載方法，并總結了近年來在光催化降解含油污水方面的研究進展，對發(fā)展前景提出了展望。

1 光催化降解有機污染物的作用機理和影響因素

1.1 光催化降解有機物的作用機理

(1)

(2)

不經(jīng)歷電荷湮滅的電荷載體可以遷移到催化劑的表面并與其表面吸附物質(zhì)或溶劑中的物質(zhì)發(fā)生相互作用，即發(fā)生氧化還原反應，從而產(chǎn)生一些具有強氧化性的自由基團(·OH，O2-)和具有一定氧化能力的物質(zhì)(H2O2)，進而氧化絕大部分的有機物及無機污染物(方程(3)～方程(10))，將其完全降解為無害的無機小分子、CO2和H2O等物質(zhì)[14-19]。圖1為光催化降解有機污染物示意圖。

(3)

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(5)

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2·HO2→H2O2+O2

(7)

(8)

H2O2+hv→2·OH

(9)

(10)

圖1 光催化降解有機污染物示意圖Fig.1 Schematic diagram of photocatalyticdegradation of organic pollutantsCB—Conduction band； VB—Valence band

總體來說，光催化降解有機污染物的過程可概括為4個關鍵步驟[20]：(i)電荷載體生成；(ii)電荷載體分離；(iii)電荷載體重組；(iv)有機污染物降解成小分子。

但是目前對于含油污水不同成分的降解程度以及每一步降解產(chǎn)物的了解是遠遠不夠的，尚需大量實驗研究成果支撐。

1.2 光催化降解含油污水的影響因素

由于光催化降解有機污染物的最終產(chǎn)物無毒無害，近年來備受研究人員的廣泛關注，隨著深入研究發(fā)現(xiàn)影響光催化降解含油污水的主要因素如下。

(1)光催化劑投加量。在一定范圍內(nèi)，光催化劑投加量越大，污染物的降解速率越快，但當光催化劑的投加量過多時，污染物的降解速率反而降低。研究認為[13,21-23]，過量的光催化劑會引起光的散射，降低反應器內(nèi)的透光率，使光能無法到達光催化劑的表面，這樣反而減少了光生電子空穴對的產(chǎn)生，進而導致降解速率降低。

(2)石油初始濃度。石油去除率隨著石油初始濃度的增加呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢。在低于最適石油濃度時，可能會引起光催化動力不足；而高于最適石油濃度時，會發(fā)生石油對光催化劑的包覆，不利于光能對光催化劑表面電子的激發(fā)，不利于羥基自由基的生成[13]。所以，要通過受污染程度的不同來確定光催化劑投加量等問題。

(3)曝氣。在光催化降解過程中，曝氣可以有效地提高降解效率。這是因為在反應中，曝氣過程帶入的O2可以捕獲一部分電子，一方面降低了空穴與電子復合的幾率和數(shù)量，增大空穴的反應活性；同時，氧分子還會與電子反應，成為表面羥基自由基的另一重要來源，從而提高光催化效率[22]。

(4)溫度。升溫有利于光催化劑表面氧化還原反應的進行，但也會導致吸附在光催化劑表面的物質(zhì)脫附和溶解氧濃度的降低[24]。

(5)pH值。水體的pH值對光催化劑在溶液中的顆粒聚集度、價帶和導帶的帶邊位置及表面電荷和有機物在半導體表面的吸附等都有較大影響[23]。在水體中光催化劑表面存在一定數(shù)量的羥基，表面羥基在溶液中會發(fā)生質(zhì)子遷移，表現(xiàn)出兩性表面特性和相應的帶電特性[24]。在實際應用過程中，要根據(jù)水體的pH值來選擇合適的光催化劑。

(6)助氧化劑。H2O2作為助氧化劑，起到了電子受體的作用，它可捕獲光催化劑表面形成的光生電子，有效防止光生電子空穴的復合，有利于光生空穴氧化作用的進行，所以當H2O2濃度增加時，含油污水被光生空穴和羥基自由基的強氧化作用降解，去除率上升。其次，H2O2還是羥基自由基的清除劑，過量的H2O2反而會清除羥基自由基，降低光催化作用的效率。所以，助氧化劑有助于光催化反應的進行，但是也要適量加入[13]。

(7)光照時間。光催化劑在短時間內(nèi)會持續(xù)發(fā)生電子激發(fā)，從而產(chǎn)生光生電子空穴對，由于光生電子空穴對的存活時間很短，所以持續(xù)的光照是光催化反應正常進行的必要條件[13]。

光催化劑自身的晶型、晶面、晶格缺陷和表面結構等因素也極大影響著光催化活性，需要通過其他手段加以調(diào)節(jié)。在操作過程中，需要根據(jù)實際情況，通過對以上因素的綜合調(diào)節(jié)，使光催化降解含油污水達到較高的降解率。

2 降解含油污水的光催化劑研究進展

2.1 金屬氧化物光催化劑

光催化劑不僅種類很多，用途也很多，下面介紹幾種常見降解含油污水效果比較好的光催化劑。

2.1.1 TiO2光催化劑

在各種氧化物半導體光催化劑中，TiO2由于其優(yōu)異的性能，包括強氧化活性、化學和機械穩(wěn)定性、耐腐蝕性和無毒性[10,25-28]，引起了相當大的關注，被廣泛用作環(huán)境凈化型光催化劑。李興旺等[29]以鈦酸四丁酯(Tetrabutyl titanate，TBT)為原料，采用溶膠-凝膠法、小孔干燥和老化液浸泡工藝，在常壓下制備出了完整、無開裂的TiO2氣凝膠塊體，對渤海原油污水的去除率最高可達91%。但是，TiO2氣凝膠結構強度較低，難以被重復利用，針對這一問題，制得了改進的TiO2-SiO2復合氣凝膠塊體，不僅不破壞其催化活性，還可大幅提高結構強度和熱穩(wěn)定性，與未摻雜SiO2的純TiO2氣凝膠相比，光催化降解率提高到95%[30]。另外，耿寶[22]成功制備的TiO2納米線對含油污水中的苯系物有比較明顯的去除作用，在TiO2單晶納米線中，由于光生電子和空穴能夠在納米線的軸向進行長距離的遷移，減少了空穴和電子的復合，大大增加了空穴和電子的平均壽命，光催化效率也大大提高，經(jīng)重復實驗循環(huán)使用15次后，光催化活性仍沒有明顯的降低，具有很好的使用性能。

2.1.2 ZnO光催化劑

除了TiO2以外，ZnO由于其高活性、環(huán)保特性和較低成本，被認為是用于凈化、消毒水和空氣以及修復危險廢物的一種有前景的材料[31]。在光催化過程中，金屬氧化物半導體ZnO的價帶電子被光激發(fā)到導帶中以產(chǎn)生電子-空穴對，引發(fā)水和氧的氧化還原反應，然后降解有機分子[32]。胡冬冬[13]采用超聲化學沉淀法制備了納米ZnO，在紫外光照射下對柴油的降解率能達到84%以上。然而，將裸露的ZnO作為光催化劑面臨一些障礙，特別是在可見光波長下，存在光激發(fā)電子空穴對的快速復合和低活性等問題。為解決這些問題，可以用合適的過渡金屬摻雜ZnO來增強可見光范圍內(nèi)光的吸收，顯著提高ZnO的光催化活性[33]。用Li進行摻雜改性可以減小半導體禁帶寬度，從而使改性催化劑對光的吸收波長紅移，在可見光照射下，采用共沉淀法制備的Li/ZnO光催化劑對柴油的降解能力比純ZnO強，可達77%[13]。

2.1.3 SnO2光催化劑

作為一種典型的n型半導體，SnO2由于其優(yōu)異的穩(wěn)定性、無毒性、低成本和優(yōu)良的光學電性能而備受關注[34]。Zhang等[35]采用化學沉淀法制得半導體納米SnO2光催化劑，對實驗室配制的模擬柴油污染海水降解率最高達到98%，反應過程中納米SnO2作為單一光催化劑，并沒有進行改性等更進一步的處理。然而，與其他光催化劑相似，光致電子-空穴對的高復合比和對可見光非常差的響應仍然是提高SnO2的光催化效率以滿足實際應用要求的主要挑戰(zhàn)[22]。

2.2 改性金屬氧化物光催化劑

光催化氧化技術研究的很多催化劑雖然有較好的光催化性能，但在應用中仍存在一些問題，如催化劑帶隙較寬，電子激發(fā)所需要的能量較高，使光吸收范圍主要局限于紫外光，限制了催化劑的應用；并且光生電子和空穴容易復合，降低了光催化活性。以紫外光作為反應光源，雖然能夠較好地降解污染物，但操作較日光復雜，而且費用較高，影響了這項技術的應用，為此，需要對光催化劑進行改性[36-37]。常見的改性方法有金屬離子摻雜[38]、貴金屬沉積[39]、半導體復合[40]、表面光敏化[41]等，其中應用最多的是摻雜改性。根據(jù)不同改性目的摻雜不同材料。好的混合光催化劑將單個組分之間的協(xié)同效應整合在一起，可以增加光捕獲，延長

壽命，增強光催化性能以及更高的化學和環(huán)境穩(wěn)定性[42]。

2.2.1 非金屬元素改性

通過N摻雜改性的TiO2具有各種優(yōu)點，例如窄帶隙調(diào)諧吸收可見光、提高雜質(zhì)能級、減輕重組過程等。Shivaraju等[20]通過溶膠-凝膠法制備了N摻雜的TiO2多晶硅，對廢水中的油和油脂以及其他有機污染物的去除高達85%～90%，N摻雜對TiO2進行表面改性和尺寸優(yōu)化等，有效縮小了帶隙寬度，使吸收譜紅移，其設計和光催化機理見圖2。此外，使用陶瓷珠作為潛在的支撐基底，可增強在自然陽光照射下的整體光催化降解效率，實現(xiàn)光催化劑的連續(xù)利用和有效回收。用B、N為摻雜改性元素可提高TiO2在可見光區(qū)的響應，王鑫等[43]以漂浮型材料——膨脹珍珠巖(Expanded perlite，EP)為載體制得B-N-TiO2/EP漂浮型可見光催化劑，比表面積為28.6 m2/g，平均孔徑為27.3 nm，光照 9 h 對柴油的降解率將近50%，對C11以下的短鏈有機小分子去除更為明顯。Hsu等[44]以ZnO納米棒為模板合成N摻雜TiO2納米管(N-TNT)薄膜，應用于實際環(huán)境中輻射2 h，可降解水中約10%(體積分數(shù))的甲苯(代表油中的芳烴)。

圖2 多功能涂層N摻雜TiO2多硅晶設計示意圖及其光催化降解機理[20]Fig.2 Scheme of multifunctional coated N-doped TiO2 polyscales design and its photocatalytic degradation mechanism[20](a) N-doped TiO2 polyscales design; (b) Photocatalytic degradation mechanism

2.2.2 金屬元素改性

Cheng等[45]用Pt摻雜的TiO2作為催化劑光催化降解棕櫚油廠廢水(Palm oil mill effluent，POME)，與純TiO2相比，Pt/TiO2光催化劑的降解率更高。這種改進主要歸因于Pt/TiO2光催化劑仍然保留了銳鈦礦相，可見光光譜中的光吸收明顯改善；另外，Pt摻雜也成功將帶隙縮小。Ag摻雜的TiO2用于光催化降解POME也取得了類似的效果[46]。稀土元素具有f電子，易產(chǎn)生多電子組態(tài)，其氧化物也具有多晶型、強吸附選擇性、熱穩(wěn)定性好和電子型導電性等特點，利用稀土元素摻雜可以在TiO2晶格中引入新電荷、形成缺陷或改變晶格類型，影響光生電子和空穴的運動狀況或者改變TiO2的能帶結構，從而導致TiO2的光催化活性發(fā)生改變。Bi2O3的多晶相、高折射率和介電常數(shù)、顯著的熒光特性和惰水性，使得它成為一種很有潛力的分解水和降解污染物的可見光催化劑，周國輝[47]選擇Ce摻雜將Bi2O3固有的邊帶吸收波長由550 nm拓展至590 nm左右，對光的吸收范圍大大擴展，負載到陶瓷載體上，光照1.5 h對含油廢水的去除率可以達到85%左右。

2.2.3 其他材料改性

ZnO因效果顯著被廣泛用作納米光催化劑[48]。王文穎等[49]采用化學氧化-浸漬法制備了膨脹石墨(Expanded graphite，EG)-ZnO復合材料，經(jīng)紫外光照射后，吸附于EG-ZnO復合材料中的原油發(fā)生了光催化降解反應，原油的降解率僅達35%，且降解產(chǎn)物中有酮、醛及醇類等物質(zhì)，與其他改性催化劑相比降解率略低，并沒有實現(xiàn)膨脹石墨的強吸附性能和ZnO的光催化性能的有機結合。因此需要探討效果更佳的改性材料制備方法和反應條件。Zhang等[35]采用化學沉淀法制備了ZnO/SnO2復合納米光催化劑，在紫外光照射下可有效降解水中的柴油，與單獨的ZnO和SnO2相比，復合材料顯示出增強的光催化活性[50-51]，可歸因于表面缺陷和ZnO/SnO2異質(zhì)結顆粒的協(xié)同效應，促進電荷分離，從而阻礙光生載流子的復合，使得催化降解的效果更優(yōu)。

由于聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene fluoride，PVDF)[52-53]具有耐化學性、熱穩(wěn)定性和良好的機械強度等優(yōu)異的性能，使得PVDF膜適用于水應用和廢水處理過程。Rusli等[54]利用熱壓法處理 PVDF/TiO2復合膜以增強TiO2與膜表面之間的黏附，使含油廢水暴露在可見光下6 h后獲得清水，與純PVDF膜相比，PVDF/TiO2復合膜的油降解率極高，對含油廢水中的油脂具有良好的光催化降解性能。

Zhang等[55]制備了經(jīng)過擴孔的以Zr摻雜SiO2為外殼、TiO2為核的核殼結構的納米粒子(EC-ZSTs)，經(jīng)過擴孔的EC-ZSTs納米粒子在SiO2外殼中的孔道更加有序，傳質(zhì)效率更高，經(jīng)過1 h的光催化降解作用后，對含油污水的降解率達到80%以上。

半纖維素是一種重要的天然高分子，在自然界中的含量僅次于纖維素，具有不同于其他高分子材料的生物降解性、生物相容性、無毒等優(yōu)點[56]。以半纖維素等為原料制備的半纖維素/TiO2復合凝膠，同時具備凝膠的優(yōu)良吸附特性及TiO2粒子的光催化特性[57]。

此外，利用石墨烯優(yōu)異的導電性、高比表面積及特殊的單原子層二維平面結構等特性與TiO2復合制備新型復合光催化劑，不僅可以增大對污染物分子的吸附能力，而且石墨烯/TiO2復合材料能夠有效促進光生電子-空穴對的分離，提高光催化量子效率，拓寬TiO2的光吸收范圍，提高對可見光的利用率，在光催化降解有機污染物方面具有廣闊的應用前景[58]。

經(jīng)改性后的光催化劑降解含油污水的研究條件和降解結果見表1。并非任何物質(zhì)都可以對光催化材料進行改性，有些物質(zhì)的結合甚至會破壞其原有的優(yōu)良性能。由表1可以看出，經(jīng)過合適的改性后，催化劑能夠在可見光下發(fā)揮作用，對含油污水的降油率有很大的提升。

2.3 負載型光催化劑

對于大多數(shù)光催化處理來說，由于粉末光催化劑或固定化光催化劑的質(zhì)量大，光催化劑通過機械攪拌而保持在懸浮系統(tǒng)中，而石油類物質(zhì)密度小于水，漂浮于水面，懸浮系統(tǒng)中的催化劑與油接觸少，這會導致光傳輸過程中光反射和吸水，造成大量能量損失[60]。與此同時，浮動光催化系統(tǒng)因其可以直接吸收光能而引起越來越多的關注。

為了增加催化劑與污染物的接觸，提高反應速率，可以選擇合適的材料對光催化劑進行負載形成漂浮型的光催化劑。這種負載型光催化劑可以直接拋撒在受污染水體表面，利用水體的湍流作用吸附水面上的石油污染物，使石油烴與載體表面的光催化劑發(fā)生催化氧化分解，達到凈化水體的作用[42]。

國內(nèi)外研究較多的光催化劑載體可分為天然礦物類、吸附劑類、玻璃類、陶瓷類、有機類等[61]，在選擇載體時，必須對光催化效率、光催化活性、光催化劑負載的牢固性、使用壽命、價格等作綜合考慮。綜合多因素考慮，適合用于降解含油污水光催化劑的載體有膨脹珍珠巖[62-64]、膨脹石墨[60,65-66]、貝殼基[24,67]和珊瑚[68]、珠光石[69]、漂珠[70]、活性炭[71]等。

表1 幾種改性催化劑降解含油污水的研究條件和結果Table 1 Conditions and results on degradation of oily wastewater by several modified catalysts

2.3.1 以膨脹珍珠巖為載體

膨脹珍珠巖顆粒粒度較大，價格便宜，本身可作為一種吸附浮油的礦物材料，具有良好的環(huán)保性能和超強的穩(wěn)定性能，有利于油污的清除。以膨脹珍珠巖為載體，通過浸涂-燒結方法制得的TiO2/EP光催化劑，能較長時間漂浮于水面，便于大面積拋灑并易于攔截和回收，具有實用開發(fā)價值。Yang等[62]研究了日光照射下TiO2/EP對癸烷的降解效率。負載后的TiO2增大了與浮油的接觸，加快了光催化反應速率。通過氣相色譜分析殘留在溶液相和光催化劑上的癸烷，發(fā)現(xiàn)約有95%的癸烷在7 h內(nèi)被降解。寧尋安等[63]采用同樣的方法制備了TiO2/EP光催化劑，在紫外光輻照下，約81%的縫紉機油可被催化降解，催化劑可重復使用8次。以上研究進一步證實了載體膨脹珍珠巖對催化反應的促進效果，也大大提高了TiO2的重復利用率。張曉葉[64]分別以空心微珠(Beads)和膨脹珍珠巖為載體，采用浸漬-溶膠-凝膠法制備了漂浮負載型光催化劑 TiO2/beads 和TiO2/EP，以植物油和癸烷為模擬污染物，通過浮油聚集和光催化降解對模擬污染物的降解率均達到90%以上；以磺化酞菁鈷(Sulfonated cobalt phthalocyanine，CoPcS)作為光敏劑對 TiO2/beads 進行改性，制備出 CoPcS/TiO2/beads 光催化劑，光催化活性有了較大提高，能夠適用于更加寬泛的實驗條件。因此表面光敏化和載體負載都對水面浮油的光催化降解有著促進作用。

2.3.2 以膨脹石墨為載體

研究發(fā)現(xiàn)，膨脹石墨(EG)具有優(yōu)良的多孔結構，可以永久浮在水面上，是一種優(yōu)良的催化劑載體[55]。但是，EG的機械強度還需要加強。Wang等[60]使用蔗糖在膨脹石墨表面形成碳層以提高機械強度，同時將N、P共摻雜的TiO2顆粒固定在膨脹石墨的表面上作為光催化活性位點。由于質(zhì)量輕和多孔結構，這種混合材料可以漂浮在水面上，使光催化劑最大限度地利用光能且易于回收。Cao等[65]通過溶膠-凝膠法將納米銳鈦礦負載到膨脹石墨上得到EG-TiO2復合材料，對機械油具有明顯的光催化降解作用。這是由于EG-TiO2中的納米TiO2具有三維層狀結構和較高的吸附能力，其性能優(yōu)于純納米TiO2粉體。Wang等[66]制備了膨脹石墨C/C復合材料(EGC)及其多孔狀態(tài)(pEGC)，并以其為載體合成了Ni-N-TiO2浮動光催化劑，柴油去除率在5 h可見光照射下達到96%。研究表明，表面吸附作用促進了柴油的光催化降解過程?？紤]到 Ni-N-TiO2/pEGC 漂浮型光催化劑對含油污水優(yōu)異的凈化性能，它有對海上或湖泊中的石油污染物原位修復的應用潛力。

2.3.3 以貝殼基和珊瑚為載體

貝殼基和珊瑚在極端酸性、堿性或高溫高壓條件下均能夠保持穩(wěn)定性，具有不同的多孔結構、低成本、易回收性，是優(yōu)良的光催化劑載體。可以通過不同摻雜劑、不同活化方法的功能性促進載體在光催化過程中的應用[67]。摻雜金屬元素能夠擴展TiO2光催化劑的光譜響應范圍，提高對可見光的利用率，取得良好的降解效果。韓蘇青[24]通過采用溶膠-凝膠法向貝殼基載體上負載摻雜Ce3+和Bi3+的TiO2改性光催化劑，制得的光催化劑在15 h對石油的降解率可達79%。

對含油污水的光催化研究大都停留在實驗室階段，需要增加在真實環(huán)境中應用的研究。趙奇[68]在真實海水環(huán)境中利用貝殼載體負載Fe3+-TiO2催化劑，自然光照8 h后石油降解率為33%；利用珊瑚載體負載Fe3+-TiO2催化劑，自然光照8 h后石油降解率為46%。制得的負載型光催化劑確實能夠起到降解水面油污的作用，然而仍需改進光催化劑的制備流程及負載工藝，進一步提高光催化效率，以便進行大規(guī)模的實際應用。

2.3.4 其他載體

可用于負載光催化劑的其他載體還有很多。Wang等[69]選擇柴油作為模型污染物，合成了B/N摻雜的TiO2-珠光石(Pearl stone，PS)浮選光催化劑，可見光下的催化活性是純TiO2-PS的4倍。此外，浮選的特點使得光催化劑易于分離和回用，在環(huán)境清理和太陽能轉化領域具有很大的實際應用潛力。黃嘉瑜等[70]以漂珠為載體，用殼聚糖對漂珠進行改性，制備了Fe、N共摻雜改性TiO2的漂浮型可見光催化劑(Fe-N-TiO2/FP-CTS)，對溶解性柴油的降解率達到61%。殼聚糖改性使漂珠表面出現(xiàn)了小顆粒，形成了凹凸不平的結構，增加了復合光催化劑的比表面積和孔體積，吸附性能有所提高，污染物被吸附于載體表面后通過擴散作用而為TiO2光催化劑提供污染物富集的環(huán)境，提高了光催化降解效率；相較于N摻雜TiO2/FP復合光催化劑，F(xiàn)e-N共摻雜使復合光催化劑的吸收邊界出現(xiàn)了明顯的紅移，進入可見光區(qū)域，促進對可見光的吸收，從而提高催化劑的光催化活性。

此外，用光催化劑降解采油廢水難度更大，更具有挑戰(zhàn)性。劉宏菊等[71]采用溶膠-凝膠法制備活性炭負載型的TiO2復合光催化劑來處理華北油田采油廢水，化學需氧量(Chemical oxygen demand，COD)去除率可達65%，廢水中大多數(shù)有機物得到不同程度的降解，光催化性能良好。含油廢水中大量聚丙烯酰胺(Hydrolyzed polyacryamide，HPAM)的存在，使水體黏度增大，乳化度增加，水體中的油類物質(zhì)以更加穩(wěn)定的形式存在。因此，解決采油廢水水體的凈化與修復問題關鍵在于去除水體中聚丙烯酰胺的影響。張運鴿[72]利用Al2O3對HPAM的靜電吸附作用，制備出Al2O3/void/TiO2粒子填充PVDF復合光催化膜(AVTP)和TiO2負載Al2O3光催化劑(TA)用于處理含油廢水的考察，AVTP和TA深度處理后均能達標排放，在含油廢水水體凈化與修復方面具有良好的應用前景。

負載型TiO2光催化劑降解油的研究條件和降解結果見表2。在考慮成本的基礎上，有很多綠色環(huán)?？芍貜屠玫妮d體材料，以此進行適當?shù)母男钥墒蛊涔獯呋Ч油怀觯俏磥硪^續(xù)探究的內(nèi)容。此外，實驗進行到了可見光，甚至自然光的研究層面，取得了突破性的進展。

3 結語及展望

太陽光作為一種可再生資源，取之不盡，用之不竭，利用太陽光照射實現(xiàn)催化劑對含油污水的降解，是我們當前和未來要努力的方向。光催化材料在含油污水的處理方面具有很好的應用前景，但在以下幾個方面還需進行重點研究：

(1)對含油污水中不同成分的光催化機理研究尚淺，對光催化產(chǎn)物的毒性尚需進一步探索，對光催化降解含油污水的催化劑研究仍處于實驗室探索階段，將其用于工業(yè)生產(chǎn)尚需時日。

(2)光催化劑主要適用于含油污水的深度處理，在此之前往往需要對污水進行預處理，以調(diào)節(jié)到合適的催化環(huán)境。但在實際應用中要嚴格控制污水濃度、pH值等因素，如何適應這些因素一直是研究的難點。

(3)在實際應用中，有些條件下光催化劑對含油污水的降解效率并不理想。根據(jù)不同條件可考慮與其他工藝方法并用，如與生物處理、活性炭吸附和膜分離技術等相結合，以獲得滿意的降解效率，這是未來的研究方向之一。

可以預見，隨著光催化材料的研究不斷深入，必將在未來的含油污水催化降解領域發(fā)揮重要的作用。

表2 負載型TiO2光催化劑對含油污水降解的研究Table 2 Study on degradation of oily wastewater by supported TiO2 photocatalyst