半导体纳米材料光催化降解有机物过程中的传输与沉降行为

认识人工纳米材料在水环境中的传输与沉降行为是研究其环境行为的基本条件。半导体纳米材料具有光催化活性，其传输与沉降行为在光催化降解反应过程的不同阶段有不同特征。本项目拟解决：水环境中半导体纳米材料光催化降解有机物的反应过程对其传输与沉降行为的影响。研究典型半导体纳米材料TiO2光催化降解水环境中常见的有机物腐殖酸、邻苯二甲酸酯的动力学行为；查明光催化降解过程中，影响纳米TiO2传输与沉降行为的重要因素，包括TiO2表面有机物种类和含量、表面电位和溶液条件等的变化规律；以纳米TiO2光催化降解过程中得到的样品为对象，在水/土和水/石英砂介质中，研究光催化降解有机物过程中纳米TiO2的传输动力学，在水介质中，研究沉降动力学；建立模型，揭示纳米TiO2光催化行为同其传输与沉降行为之间的关系。本项目将丰富和发展纳米材料环境污染化学的研究内容，对认识纳米材料的环境行为有重要意义。

近年来，半导体纳米材料由于其优越的光催化性能，而备受人们的关注。半导体纳米材料在使用时不可避免地被释放到环境中，其潜在的负面影响不容忽视。半导体纳米材料在水环境中的环境行为除传输与沉降行为外，还包括光催化行为，它对传输与沉降行为产生显著影响，但未引起注意。本项目以纳米二氧化钛为研究目标，以邻苯二甲酸二甲酯（DMP）和邻苯二甲酸二乙酯（DEP）为降解目标物，采用高效液相色谱分析两种邻苯二甲酸酯的浓度，研究光催化降解动力学规律；建立过氧化氢光度法，研究了纳米二氧化钛在纯水中的沉降行为；研究了纳米二氧化钛在不同pH、离子强度、腐殖酸单一影响因素下的沉降行为；以正交实验方法研究了纳米二氧化钛在复杂因素共同作用下的沉降行为；以磺基水杨酸（SSA）为降解目标物，采用紫外-可见分光光度计分析SSA及纳米二氧化钛的浓度，研究了纳米二氧化钛在不同紫外光作用下降解磺基水杨酸时的沉降行为；构建了一个三电极系统，研究了纳米二氧化钛在不同电场作用下的沉降行为。本项目对认识半导体纳米材料环境行为，包括沉降行为、传输与光催化行为及其相互关系有重要价值，对认识纳米材料的环境行为有重要意义。本项目已经发表学术论文6篇，英文专著1章，培养博士研究生1名，硕士研究生2名，博士后1名，副高级职称3名。在广州承办2011年NSFC环境化学学科发展及人才培养战略研讨会1次。