甲醛的危害及处理方法与研究
甲醛中毒的危害及预防

甲醛中毒的危害及预防甲醛是一种常见的有毒有害化学物质,它主要来源于家具、建筑装饰、家电等日常生活中使用的物品。
长期接触高浓度的甲醛会对人体产生不可逆转的影响,严重甚至会引发癌变,因此了解甲醛中毒的危害并采取有效预防措施,成为了我们日常生活中的一个重要课题。
一、甲醛中毒的危害:1、对呼吸系统的影响长期暴露在高浓度的甲醛环境中,人体的呼吸道会受到影响。
甲醛能够引起呼吸道的炎症和刺激,导致鼻子、喉咙、气管等部位感到不适,咳嗽、气喘、流鼻涕等症状频繁出现。
长期接触高浓度的甲醛,更可能会引发慢性支气管炎、哮喘等呼吸系统疾病。
2、对皮肤、眼睛的影响甲醛是轻易挥发的有毒化学物质,直接接触会对皮肤、眼睛产生刺激。
这种刺激会导致眼睛发红、痛、流泪,严重的情况还可能引起结膜炎、角膜炎等眼部疾病。
另外,对皮肤的接触也可能会引起过敏、红肿、瘙痒等症状。
3、对神经系统的影响长期吸入甲醛超标的空气,会对中枢神经系统产生影响。
研究表明,甲醛具有神经毒性,可以损伤神经细胞,导致人体的神经系统产生障碍。
一些涉及到神经系统的疾病,如失眠、头晕、头痛、手脚麻木等症状,都可能与长期接触高浓度的甲醛有关。
4、对肝脏、免疫系统的影响在人体内,甲醛可以引起肝脏细胞的损伤,加速衰老速度,对免疫系统产生不良影响。
在长期接触甲醛的人群中,肝炎、肝硬化、免疫系统疾病的发病率较高。
二、甲醛中毒的预防措施:1、注意生活环境生活环境中甲醛的来源主要包括家居装修、新家具、环境污染等。
我们应该选择符合标准的无甲醛环保家居材料,并且日常生活中要勤开窗通风,保持室内空气流通。
尽量减少吸烟、烧烤等行为,消除环境中可能存在的甲醛物质。
2、选择适宜环保家具家具是室内的主要甲醛来源之一,我们应该选择宜家居宜人居的家具,选用无甲醛或含量极低的家具材料。
家具刚到手时,要放在通风良好的地方通风一段时间,减少内部甲醛含量的释放。
在非必要情况下,尽可能采用自然清洁剂,少使用有刺激性的清洁剂。
甲醛对人体的危害有哪些

甲醛对人体的危害有哪些
一、甲醛对人体的危害有哪些二、甲醛中毒吃什么好三、甲醛中毒怎么办
甲醛对人体的危害有哪些1、甲醛对人体的危害有哪些
1.1、致敏作用
皮肤直接接触甲醛可引起过敏性皮炎、色斑、坏死,吸入高浓度甲醛时可诱发支气管哮喘。
1.2、刺激作用
甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用,甲醛是原浆毒物质,能与蛋白质结合、高浓度吸入时出现呼吸道严重的刺激和水肿、眼刺激、头痛。
1.3、致突变作用
高浓度甲醛还是一种基因毒性物质。
实验动物在实验室高浓度吸入的情况下,可引起鼻咽肿瘤。
2、怎样降低甲醛的危害
2.1、使用活性炭
不可否认活性炭能够在一定程度上削减空气中甲醛浓度数值,但这种方式确有一定的局限性。
首先活性炭吸收能力有限,再次活性炭吸附具有时效性,通常情况下,一个月左右的时间就可以达到使用的极限。
此时,需要丢掉使用过后的活性炭并更换一批新鲜的产品进行吸附。
2.2、开窗通风
开窗通风可以说是比较直接简单的方式,通过开窗通风可以加快室内空气的更换,及时有效的将有害健康的甲醛排放到户外广阔的天地中。
但是这种方式需要长时间的坚持,毕竟甲醛气体完全释放完毕需要三到。
甲醛的吸附实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解甲醛的基本性质及其对人体健康的影响。
2. 探究不同吸附材料对甲醛的吸附效果。
3. 分析吸附机理,为室内空气净化提供理论依据。
二、实验原理甲醛(化学式:HCHO)是一种无色、具有强烈刺激性气味的气体,易溶于水、醇和醚。
甲醛对人体的危害主要表现为呼吸道的刺激、过敏反应、慢性中毒等。
本实验采用吸附法去除室内空气中的甲醛,通过对比不同吸附材料的吸附效果,为室内空气净化提供参考。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 甲醛溶液(浓度:10 mg/L)- 碘化钾(KI)- 氯化铁(FeCl3)- 活性炭- 碘(I2)- 聚乙烯醇(PVA)- 聚丙烯酸(PAA)- 载玻片- 滴管- 量筒- 移液器- 恒温恒湿箱- 紫外可见分光光度计2. 实验仪器:- 紫外可见分光光度计- 精密电子天平- 恒温恒湿箱- 移液器- 滴管- 载玻片四、实验步骤1. 配制甲醛溶液:将10 mg/L的甲醛溶液置于恒温恒湿箱中,调节温度为25℃,湿度为50%。
2. 制备吸附材料:- 活性炭:取一定量的活性炭,用蒸馏水清洗,晾干备用。
- 聚乙烯醇:将聚乙烯醇溶解于蒸馏水中,配制成一定浓度的溶液。
- 聚丙烯酸:将聚丙烯酸溶解于蒸馏水中,配制成一定浓度的溶液。
3. 吸附实验:- 将甲醛溶液分别置于四个载玻片上,形成均匀的液膜。
- 分别将活性炭、聚乙烯醇和聚丙烯酸均匀地撒在甲醛溶液的液膜上。
- 将载玻片置于恒温恒湿箱中,吸附时间为24小时。
4. 吸附效果测定:- 吸附结束后,用移液器取一定量的吸附液,用紫外可见分光光度计测定甲醛的浓度。
- 计算不同吸附材料的吸附率。
五、实验结果与分析1. 实验结果:- 活性炭吸附率:90.2%- 聚乙烯醇吸附率:82.5%- 聚丙烯酸吸附率:75.3%2. 结果分析:- 活性炭具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构,对甲醛具有较强的吸附能力。
- 聚乙烯醇和聚丙烯酸作为一种新型的吸附材料,对甲醛也具有一定的吸附效果,但其吸附率低于活性炭。
关于室内甲醛检测方法及防治措施分析

关于室内甲醛检测方法及防治措施分析空气中,甲醛对人们的身体有着极大的危害。
由此,需要利用较为准确的检测手段进行合理的监测,由此,根据多方面的研究,认识到监测和防治手段对于室内甲醛成分的构成之中的样态,需要做好相应的控制研究和防治的措施。
由此,需要进行监测方法和实施的措施方面的控制,实现整个过程之中的梳理与疏导。
本文就针对室内甲醛检测方法及防治措施进行了分析。
标签:室内;甲醛;检测方法;防治措施1、室内甲醛对人体健康的危害如果空气中甲醛浓度达到0.06~0.07mg/m3,对于儿童而言,就有可能会产生轻微气喘。
如果室内甲醛含量达到0.1mg/m3时,就会导致室内出现异味,人会出现不适感,当含量达到0.5mg/m3时,对人的眼睛带来伤害,导致人出现流泪现象。
含量在0.6mg/m3,人会出现咽喉不适或者疼痛感,浓度达到更高,会引起恶心、咳嗽、胸闷气喘直至肺气肿。
若达到30mg/m3,室内人会立即死亡。
经研究发现,甲醛对人气道内还原酶变化途径进行改变,从而诱发哮喘。
此外,甲醛会导致哺乳动物出现基因突变现象,同时对DNA带来损害,导致DNA断裂或者DNA蛋白质交联,对RNA的合成产生抑制作用。
2、室内甲醛来源大量研究证明,室内甲醛来源分为以下几种:①室内装修使用的胶合板、细木工板、中密度纤维板等人造板材,均是甲醛污染的来源。
②室内外工业废气、车辆尾气和光化学烟雾等。
③部分有机材料在室内燃烧,所散发出来的气体也是甲醛的来源。
④室内装修材料中所使用的油漆或者涂料等。
⑤人工制造板家具等。
3、室内甲醛的检测方法建立快速、灵敏、准确的甲醛检测方法一直是研究重点。
随着社会科学的不断进步与发展,甲醛测定技术的探索也有了一定的起色。
目前应用于甲醛测定的方法主要有:分光光度法、气相色谱法和液相色谱法。
下面重点对分光光度法和气相色谱法进行介绍:3.1分光光度法分光光度法根据试剂与处理方式可分为酚试剂法、乙酰丙酮法以及变色酸法,下面对乙酰丙酮法进行详细的介绍:空气中的甲醛在PH为6.0的条件下,能被乙酰丙酮的盐溶液吸收,加热后可形成一种二氢二甲基吡啶,测量这种生成物在波长400nm处的吸光度,然后跟标准系列对比,就可以测出甲醛的含量。
甲醛对人体健康的危害及防治措施研究

甲醛对人体健康的危害及防治措施研究甲醛是一种有毒有害的有机物质,对人体健康造成的危害非常严重,严重的话还会导致癌症等终身性疾病,引起广泛的关注和研究。
本文主要介绍甲醛的危害和预防措施,并提供科学和实用的建议。
一、甲醛的来源甲醛是一种具有强烈刺激性和致癌性的气味物质,可在室内环境中产生,主要来源有以下几个方面:1、家具中含有甲醛现代家具常见的木材基材、胶粘剂和漆料等,都可能含有甲醛。
尤其是新家具,在家具的制造、包装、储存过程中,都有可能释放大量的甲醛气体。
2、家居装修中含有甲醛在家居装修中,涂料、壁纸、地板、人造板材等建筑材料都可能含有甲醛,装修时不正确使用可能导致其释放大量的有害气体。
3、车内含有甲醛汽车内部的座椅、地毯、内饰等都可能含有甲醛。
长时间在车中呆着,也容易受到甲醛危害。
二、甲醛对人体健康的影响1. 导致过敏反应甲醛能够刺激人的眼睛、鼻腔、喉咙等部位,引起眼睛疼痛、呼吸困难、喉咙肿痛等过敏反应。
2、对皮肤和黏膜有刺激作用甲醛能够导致人的皮肤和黏膜出现红肿、发痒、烧灼感等不适。
3、致癌相信很多人都听说过甲醛会致癌,是一种终身影响的有害物质。
长期接触和暴露于甲醛下,会增加患上癌症的风险。
三、如何预防甲醛危害1、加强通风换气室内空气的质量对于居住者的健康影响非常大,要及时开窗通风换气,让甲醛等有害气体排出室外。
2、选用环保材料在购买家具、装修材料和车辆等时,要尽量选择符合环保标准的材料和产品,减少甲醛、苯等有害物质的释放。
3、定期检测甲醛含量在家居装修后,要及时检测甲醛含量,是否达到国家标准。
若检测超标,应及时处理危险区域,保护健康。
结语:甲醛对人体造成的危害和致癌的影响是显而易见的,对于日常生活中暴露在甲醛之下的人们尤其是孕妇、儿童等人群,应格外关注其身体健康和安全。
我们都应当积极采取措施,加强甲醛的防治和防范,保护自己和家人的健康。
甲醛安全技术说明书

甲醛安全技术说明书一、引言甲醛是一种常见的有机化合物,广泛应用于工业和家居领域。
然而,甲醛在某些条件下可能对人体健康产生负面影响。
因此,了解甲醛的性质、危害、处理方法及安全防护措施至关重要。
本安全技术说明书旨在提供有关甲醛的全面信息,为相关人员提供操作指导和安全提示。
二、甲醛的性质与危害1.性质:甲醛是一种无色、具有强烈刺激性气味的气体,易溶于水。
在常温下,甲醛为气态,但在高温下可聚合为粘稠液体。
2.危害:长期接触低浓度的甲醛可引起头痛、头晕、乏力等症状,严重时可能导致鼻咽癌等恶性肿瘤。
高浓度甲醛对神经系统、免疫系统和肝脏等器官具有强烈毒性,甚至导致死亡。
三、甲醛处理方法1.物理吸附法:利用活性炭、沸石等具有高比表面积的吸附剂吸附甲醛气体。
此方法适用于低浓度甲醛的应急处理。
2.化学反应法:利用某些特定化学物质与甲醛发生反应,例如使用氨水、尿素等与甲醛进行加成反应,生成无害物质。
此方法适用于中低浓度甲醛的处理。
3.生物分解法:利用某些具有分解甲醛能力的微生物对甲醛进行分解,生成无害物质。
此方法适用于低浓度甲醛的处理。
4.通风换气:通过开窗通风使室内空气对流,降低甲醛浓度。
此方法适用于室内环境,需注意在通风不良的情况下可能效果有限。
5.光照法:利用紫外光照射甲醛气体,使其分解为无害物质。
此方法适用于低浓度甲醛的处理,但需注意防止紫外线对人体的伤害。
四、安全防护措施1.佩戴个人防护装备:在进行涉及甲醛的工作时,应佩戴合适的个人防护装备,如防护眼镜、防护面具、手套、防护服等。
2.保持工作环境良好:保持工作场所清洁、干燥,避免高温、明火等易产生甲醛气体的条件。
合理安排工作时间,避免长时间连续接触甲醛。
3.定期检查和维护设备:定期检查涉及甲醛工作的设备,确保其密封性良好,防止甲醛泄漏。
如发现设备故障或问题,应立即停止使用并进行维修。
4.使用安全的化学品:在处理甲醛时,尽量选择安全性能较高的化学品,避免使用易挥发、易燃易爆的有机溶剂。
甲醛的毒性研究进展

四、总结与展望
虽然我们已经对甲醛的毒理学特性有了深入了解,但仍有许多问题需要进一 步研究。例如,甲醛在人体内的具体作用机制、不同人群对甲醛的敏感程度以及 更有效的预防和治疗策略等。随着科技的进步,我们期待在未来的研究中能找到 更有效的方法来降低甲醛的危害,保护人类健康。
参考内容二
甲醛是一种常见的室内和室外环境污染物,对人体健康产生严重的影响。因 此,甲醛检测方法的研究具有重要意义。本次演示将介绍甲醛检测方法的分类、 研究进展及其在实际应用中的价值与意义。
三、甲醛的预防与控制
1、选择环保材料:在购买家居用品和装修材料时,应尽量选择低甲醛或者 无甲醛的产品。
2、保持通风:经常开窗通风,可以有效降低室内甲醛浓度。
3、使用空气净化器:空气净化器可以过滤空气中的甲醛和其他有害物质。
4、避免在密闭空间长时间停留:尽量避免在密闭的空间,如新装修的房间、 新车内长时间停留。
一、甲醛检测方法概述
甲醛检测方法主要分为感官检测法、化学检测法和仪器检测法三类。感官检 测法包括闻味和观察,优点是简单易行,但缺点是准确度较低。化学检测法主要 包括滴定法、比色法和电极法等,优点是准确度高,但需要使用专业试剂和设备。 仪器检测法包括光谱法、色谱法和质谱法等,优点是精度高、无需专业人员操作, 但缺点是设备昂贵。
5、定期检查:对于新装修的房屋或新购买的家具,应定期检查室内空气质 量,确保没有甲醛超标。
6、增强免疫力:通过锻炼、保持合理的饮食和充足的睡眠来增强自身的免 疫力,以降低甲醛对人体的影响。
7、使用植物净化空气:某些植物如吊兰、虎尾兰等具有吸收甲醛的能力, 可以在室内种植这些植物来净化空气。
8、避免高温:在高温环境下,甲醛的释放量会增加,因此应尽量避免在高 温环境中长时间停留:使用脲醛树脂或酚醛树脂为粘合剂的人造板材,如刨花板、 密度板、胶合板等,是室内甲醛的主要来源。
甲醛危害及治理现状

2、甲醛危害及治理现状(1)甲醛有什么特性?甲醛,Formaldehyde,化学式HCHO,质量30.03,又称蚁醛,天然存在的有机化合物。
无色刺激性气体,对人眼、鼻等有刺激作用。
体积百分比40%的甲醛水溶液称100%福尔马林(Formalin)。
气体相对密度1.067(空气=1),液体密度0.815g/cm³(-20℃)。
它主要用于生产工业树脂,例如刨花板和涂料。
1996年甲醛的每年生产量为约870万吨。
高温高湿甲醛的挥发速率会大大提高,甲醛的挥发点在-19摄氏度,会随着气温升高而挥发的越强烈。
甲醛溶于水,湿度每提高20%,甲醛浓度增加1.1~1.3倍。
温度每升高5°C,甲醛浓度增加1.3~2.5倍。
甲醛没有味道。
一种无色有强烈刺激性的气体。
蒸汽相对密度(g/mL,空气=1):1.081-1.085。
相对密度(g/mL,水=1):0.82。
折射率(nD20):1.3755-1.3775。
闪点(℃):56(气体);83(37%水溶液,闭杯)。
沸点(℃):-19.5(气体);98(37%水溶液)。
熔点(℃):-92。
自燃温度(℃):430。
蒸汽压(KPa,-57.3℃):13.33。
油水(辛醇/水)分配系数的对数值(logP):0.35。
临界温度(ºC):137.2~141.2。
临界压力(MPa):6.784~6.637。
黏度(mPa·s,-20ºC):0.242。
溶解性:易溶于水和乙醚。
水溶液浓度最高可达55%。
能与水、乙醇、丙酮任意混溶。
在一般商品中,都加入10%~12%的甲醇作为抑制剂,否则会发生聚合。
气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-570.77。
气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) :-108.57。
气相标准熵(J·mol-1·K-1) :218.76。
气相标准生成自由能( kJ·mol-1):-102.5。
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1 绪论1.1 甲醛的危害及处理方法与研究进展1.1.1 甲醛的性质甲醛(俗称福尔马林,英文名Formaldehyde,别称蚁醛),35%~40%的水溶液通常称福尔马林。
甲醛是一种无色易溶于水的刺激性气体,当室内空气中含量为0.1 mg/m3时就有异味和不适感;当大于65mg/m3可以引起肺炎、肺水肿等损伤,甚至导致死亡。
皮肤直接接触甲醛,可引起皮炎、色斑、坏死。
经常吸入少量甲醛,能引起慢性中毒,出现粘膜充血、皮肤刺激症、过敏性皮炎、指甲角化和脆弱、甲床指端疼痛等。
1.1.2 甲醛的主要来源大气中甲醛主要来源于工业生产以及广泛运用的塑料、橡胶、脉醛泡沫、树脂、隔热材料、豁合剂、皮革、纺织、制药、汽车尾气等。
家庭室内甲醛主要来源于装饰材料。
大量使用含醛的树脂、胶合板、细木工板、泡沫塑料和油漆以及香烟的燃烧、一些纺织品也可以向空气中释放甲醛气体。
在实验室,解剖室中,甲醛是常用的组织防腐剂、消毒剂。
建筑材料生产车间可能有高浓度的甲醛蒸汽。
生活饮用水中的甲醛主要来源于所接触的输配水管、蓄水容器、供水设备和漆酚、环氧(酚醛)树脂为涂料,内衬等防护材料的溶出及环境水的污染。
食品中甲醛的主要来源,为不法商贩在水发食品中添加甲醛。
废水中的甲醛主要来自有机合成、合成橡胶、油漆和涂料、塑料、制革、纺织以及木材粘合剂生产过程等。
1.1.3 甲醛对人体的危害甲醛是公认的强毒性物质。
对人和温血动物的毒性很强,当室内空气中甲醛超过国家规定的卫生标准(0.08mg/mL),可引起眼部、上呼吸道刺激症、皮肤过敏反应以及变态反应。
长期接触较高浓度的甲醛对呼吸系统、神经系统、肝脏、皮肤、免疫系统等都有一定的毒害作用。
如果人类长期饮用被甲醛污染的水源,会引发头昏、贫血以及各种神经系统疾病,甲醛还有致畸、致癌作用。
1995年国际癌症研究机构将甲醛确定为可疑致癌物[1],寻求遗传毒性研究发现甲醛能引起基因突变和染色体损伤,这些均提醒人们甲醛污染已不容忽视,寻求有效治理方法以降解废水中甲醛己成为环境污染治理领域的热点。
1.1.4 甲醛废水的处理方法与研究进展目前处理甲醛废水的主要方法有:光催化氧化法、芬顿法、湿式氧化处理等高级氧化技术、二氧化氯法、蒸汽吹脱法、氧化—吸附法、SBR 工艺等。
1.1.4.1 高级氧化法高级氧化工艺是20世纪80年代开始形成的处理有毒污染物技术。
其特点是通过反应产生经基自由基, 该自由基具有极强的氧化性, 通过自由基反应能够将有机污染物有效地分解, 甚至彻底转化为无害物质, 如二氧化碳和水等。
1)光催化氧化法a)光催化氧化法简介光催化氧化法是近20年才出现的水处理技术,在足够的反应时间内通常可以将有机物完全矿化为CO2和H2O等简单无机物,避免了二次污染,简单高效而有发展前途。
所谓光催化反应,就是在光的作用下进行的化学反应。
光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射,受激产生分子激发态,然后会发生化学反应生成新的物质,或者变成引发热反应的中间化学产物。
光化学反应的活化能来源于光子的能量,在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。
由于以二氧化钛粉末为催化剂的光催化氧化法存在催化剂分离回收的问题,影响了该技术在实际中的应用,因此将催化剂固定在某些载体上以避免或更容易使其分离回收的技术引起了国内外学者的广泛兴趣。
在我国工业废水中,印染废水因其有机物含量高、色度深、水质复杂、排放量大而成为难处理的工业废水之一。
印染废水中含有大量卤化物、硝基物、氨基物、苯胺、酚类及各种染料等有机物,主要来自纤维、纺织浆料和印染加工所使用的染料、化学药剂、表面活性剂和各类整理剂。
其COD浓度达数千至数万mg/L,色度也高达数千至数万倍,可生化性差,很多废水还含有高浓度无机盐:如氯化钠、硫化物等,严重污染水环境。
国内处理染料废水普遍以生物法为主,同时辅以化学法,但脱色及COD去除效果差,出水难以稳定达到国家规定的排放标准。
光催化氧化法是近年来水处理研究的热点之一,实验证明,此方法对印染废水有较好的处理效果。
当进水CODCr为1300 mg/L左右,色度为800倍时,经本法处理的废水,出水CODCr达188 mg/L,色度为0~10倍,CODCr 去除率达92%,脱色率几近100%。
主要水质指标达到了GB8978—1996《污水综合排放标准》中染料工业的二级标准。
法可取代常规的生物法,适合中小型印染厂的废水处理。
b)光催化氧化法原理光降解通常是指有机物在光的作用下,逐步氧化成低分子中间产物最终生成CO2、H2O及其他的离子如NO3-、PO43-、Cl-等。
有机物的光降解可分为直接光降解、间接光降解。
前者是指有机物分子吸收光能后进一步发生的化学反应。
后者是周围环境存在的某些物质吸收光能成激发态,再诱导一系列有机污染的反应。
间接光降解对环境中难生物降解的有机污染物更为重要。
利用光化学反应降解污染物的途径,包括无催化剂和有催化剂参与的光化学氧化过程。
前者多采用氧和过氧化氢作为氧化剂,在紫外光的照射下使污染物氧化分解;后者又称光催化氧化,一般可分为均相和非均相催化两种类型。
均相光催化降解中较常见的是以Fe2+或Fe3+及H2O2为介质,通过photo-Fenton反应产生•HO 使污染物得到降解,非均相光催化降解中较常见的是在污染体系中投加一定量的光敏半导体材料,同时结合一定量的光辐射,使光敏半导体在光的照射下激发产生电子-空穴对,吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子-空穴作用,产生•HO等氧化性极强的自由基,再通过与污染物之间的羟基加和、取代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿化。
c)纳米光催化氧化水处理技术进展现代科学研究发现:当物质被”粉碎”到纳米级并制成纳米材料时将具有多种物理效应,不仅其光、电、热、磁等特性发生变化,而且具有辐射、吸收、催化、杀菌、吸附等许多新特性。
在众多纳米科学技术中,纳米材料学、纳米电子学和纳米医药学是目前倍受重视的三个研究方面。
有研究者指出,纳米技术对水中粒径为200nm污染物的去除能力是其他技术不可替代的,认为纳米技术可在污染修复、低成本脱盐等领域发挥作用,直接向受污染沉积物或地下水中注入纳米铁可治理污染,其有可能替代常规的铁墙技术。
在水处理中,应用最广泛的纳米催化材料应是n型半导体纳米材料。
而在常规催化氧化法基础上发展起来的以纳米材料为催化剂的催化氧化水处理技术将具有更加独特的功效。
d)纳米光催化氧化水处理技术机理一般认为,光催化活性是由催化剂的吸收光能力、电荷分离和向底物转移的效率决定的。
当纳米半导体粒子受到大于禁带宽度能量的光子照射后,电子从价带跃迁到导带而产生了电子—空穴对。
电子具有还原性,空穴具有氧化性,从而促进了有机物的合成或使有机物降解。
纳米半导体材料的特性和催化效果各有不同,但作为光催化剂它们的催化活性与相应的体相材料相比有显著提高,其原理在于:①通过量子尺寸限域造成吸收边的蓝移;②由散射的能级和跃迁选律造成光谱吸收和发射行为结构比;③与体相材料相比,量子阱中的热载流子冷却速度下降,量子效率提高;④纳米半导体粒子所具有的量子尺寸效应使其导带和价带能级变成分立的能级,能隙变宽,导带电位变得更负,而价带电位变得更正,这意味着纳米半导体粒子获得了更强的还原及氧化能力,从而催化活性随尺寸量子化程度的提高而提高。
除此以外,还在于纳米半导体粒子的粒径和吸收特性。
纳米半导体粒子的粒径通常小于空间电荷层的厚度。
在此情况下,空间电荷层的任何影响都可忽略,光生载流子可通过简单的扩散从粒子内部迁移到粒子表面而与电子供体或受体发生还原或氧化反应。
粒径越小则电子与空穴复合几率越小,电荷分离效果越好,从而导致催化活性的提高。
在光催化反应中,反应物吸附在催化剂的表面是光催化反应的一个前置步骤,催化反应的速率与该物质在催化剂上的吸附量有关。
纳米半导体粒子强的吸附效应甚至允许光生载流子优先与吸附的物质进行反应而不管溶液中其他物质的氧化还原电位顺序。
在催化反应过程中,纳米材料的表面特性和缺陷数量具有同样重要的作用。
纳米催化剂的催化效果还与其材料类型有关。
研究发现,禁带宽度大的金属氧化物因具有抗光腐蚀性而更具有实用价值。
CdS的禁带宽度较窄,对可见光敏感,在起催化作用的同时晶格硫以硫化物和SO32-形式进入溶液中。
ZnO比TiO2的催化活性高,但自身会发生光腐蚀。
α-Fe2O3能吸收可见光(激发波长为560nm),但是催化活性低。
与其他n型半导体纳米材料相比,TiO2具有化学稳定性好、反应活性大等特点,是一种优异的光电功能材料,并以其优越的催化性能被广泛应用于污染物的降解,取得了令人鼓舞的进展。
用纳米TiO2作催化剂氧化水中污染物的试验是目前研究工作的热点(主要围绕不同类型污染物的降解效果这一主题,同时进行水处理体系中TiO2的存在形式、反应器类型等应用技术的研究)。
研究结果显示,纳米TiO2光催化氧化技术有良好的应用前景。
e)纳米光催化氧化水处理技术研究现状综合现有文献资料不难发现,纳米TiO2光催化氧化法对水中污染物的去除具有广泛的适用性,其对水中卤代脂肪烃、染料、硝基芳烃、多环芳烃、杂环化合物、烃类、酚类、表面活性剂、农药等都能有效地进行降解。
用TiO2作光催化剂,在光照下可使60种含氯有机化合物发生氧化还原反应而生成CO2、H2O及其他无毒的无机物。
光催化氧化研究的对象除含小分子有机物以外,还包括大分子聚合物,如聚丙烯酰胺(PAM)。
研究结果表明,PAM的降解效率与TiO2类型、用量及PAM 浓度等因素有关。
在水处理过程中,纳米TiO2光催化氧化活性随TiO2粒径减小而增高。
有研究证实,纳米TiO2光催化降解苯酚活性的陡变发生在粒径<30 nm的范围,当晶粒尺寸从30nm减小到10nm时TiO2光催化降解苯酚的活性提高了近45%。
在光催化氧化反应体系中,由于纳米TiO2颗粒微小而极易流失,且悬浮态纳米TiO2颗粒与废水的分离过程既缓慢又昂贵,加之悬浮粒子对光线的吸收阻挡影响了光的辐射深度,因此近年来固定相纳米催化剂及其催化氧化效能的研究成为主流,进行TiO2纳米膜或负载技术的催化氧化试验也比较普遍。
在固定相纳米TiO2光催化氧化过程中,TiO2的表面形态和表面态能级结构是决定其光催化活性的重要因素。
纳米TiO2薄膜对CHCl3的光降解有很好的催化活性,且光催化分解率与TiO2薄膜的孔径和厚度有关。
对纳米TiO2光催化降解苯酚的动力学研究表明,在直接使用高压汞灯无Pyrex玻璃滤光的条件下,TiO2光催化降解苯酚反应的速率明显提高,但有关的动力学问题尚不能用现行理论来解释。
为了便于从机理上探讨纳米催化剂的催化氧化过程,有研究者对光催化体系中羟自由基的产生过程和测定方法进行了试验研究,结果表明在一定试验条件下,水杨酸是羟自由基一个较好的探针性物质,这为探讨纳米催化剂的催化氧化机理研究提供了有效途径。