TiO-2光催化降解水中土臭素和2-甲基异莰醇研究进展

TiO_2光催化降解水中土臭素和2-甲基异莰醇研究进展引言随着工业化进程和人口的增加，水体污染已日益成为全球的环境问题，其中有机污染物一直是研究热点。土臭素和2-甲基异莰醇是两种典型的有机污染物，它们对水体的污染非常严重。因此，开发高效可靠的水体净化技术是迫切需要的。光催化技术是一种文明、环保、高效的水体净化技术。TiO_2光催化技术因其具有催化活性高，易得和成本低等特点，成为当前最为流行和广泛应用的一种光催化技术。本文将对TiO_2光催化技术在土臭素和2-甲基异莰醇的光催化降解方面的研究进展进行综述。TiO_2的光催化降解活性TiO_2作为空气和水中光催化降解有机污染物的催化剂，其催化性能许多的原因与它的晶体结构密切相关。TiO_2的晶体结构分为两种，一种是金红石型TiO_2（r-TiO_2），另一种是锐钛矿型TiO_2（a-TiO_2）。锐钛矿型TiO_2（a-TiO_2）的比表面积大，而金红石型TiO_2（r-TiO_2）的晶胞中空间较大，有更大的活性中心，其催化活性比锐钛矿型TiO_2（a-TiO_2）高。因此，制备出具有高活性的r-TiO_2是一种有效的提高TiO_2光催化降解活性的方法。此外，TiO_2的晶体来源和制备方法的不同也会对其催化性能产生影响。一些方法如溶胶-凝胶法、水热合成法、溶剂热合成法、旋转淀积法等的制备出的TiO_2比常规的热分解法制备出的TiO_2具有更好的催化活性。土臭素的光催化降解土臭素（Geosmin）是一种由蓝绿藻和棕藻等微生物生产的二萜类化合物，其具有强烈的泥土味道。土臭素常常由于渔业和工业废水的排放，以及生活污水和垃圾填埋产生。土臭素对水体的污染非常严重。文献报道，TiO_2的粉状和薄膜均能够对土臭素进行有效的光催化降解。Chongetal.(2015)以UV激光器为光源，利用常规的溶胶-凝胶法制备出的r-TiO_2对土臭素进行了光催化降解。结果表明，土臭素的降解效率随时间的增加而增加，在270min时土臭素的降解率可以达到98%。此外，文献报道了一种采用KMnO_4预处理土臭素溶液，再用仿生多孔TiO_2进行光催化降解的方法。实验结果显示，在60min内，仿生多孔TiO_2对土臭素降解效率可以达到80%。因此，基于二者报道的实验结果，可得出结论，TiO_2光催化技术是一种高效可靠的土臭素降解技术。2-甲基异莰醇的光催化降解2-甲基异莰醇（2-MIB）是一种臭味物质，主要由蓝藻和一些浮游生物释放。2-MIB是一种极具挥发性的有机物，除了会对水质造成污染外，还会使水体变得有臭味。研究表明，TiO_2能够对2-MIB进行有效的光催化降解。Sunetal.(2017)采用TiO_2固定化膜对2-MIB进行了光催化降解研究。实验结果表明，TiO_2固定化膜的降解效率较高，当反应温度为25℃,初始2-MIB浓度为10mg/L,pH为3时，反应1h降解率可以达到96.8%。此外，一些文献报道采用纤维膜反应器对2-MIB进行光催化降解，反应器中填充了固定化TiO_2纤维。实验结果表明，在反应时间240min时，TiO_2纤维的降解率可以达到89%。结论TiO_2光催化技术可以对土臭素和2-甲基异莰醇进行有效的光催化降解，具有高效、低成本、环保、易操作等优点，因此这种技术成为当前最流行和广泛应用的一种水体净化技术。研究表明，TiO_2的晶体结构、来源和制备方法以及光照条件等是影响其催化活性的重要因素。因此，可以改变TiO_2的晶体结构和制备方法，以提高其