纳米材料的特性及其环境保护的应用
纳米材料在环境保护中的应用
纳米材料在环境保护中的应用随着现代科技的迅猛发展，纳米科技作为一项新兴的技术，已经逐渐成为了众多领域的研究重点，特别是在环境保护方面，纳米材料具有独特的应用优势并被广泛应用。
一、什么是纳米材料？纳米材料是一种粒径小于100纳米的物质。
由于其小尺寸，纳米材料的表面积相对于体积很大，使其表面具有特殊的物理化学性质。
纳米材料的应用领域十分广泛，如电子、医药、食品、化工等。
在环保方面，纳米材料的应用也越来越受到重视。
二、纳米材料在废水处理中的应用废水处理是环保的一个重要方面。
传统的水处理方法往往需要大量的人工操作和延长处理时间。
而纳米材料在废水处理中的应用可以大大提高处理效率。
1. 纳米银纳米银作为一种具有天然抗菌性的物质，其具有杀菌作用。
在处理废水中，纳米银可以杀灭废水中的微生物，净化水源，使水更干净、安全。
2. 纳米二氧化钛纳米二氧化钛是一种具有光催化性质的物质。
在处理废水中，纳米二氧化钛可以将水中的有机物质分解成二氧化碳和水，使水中的有机物质得到降解，起到净化水源的作用。
三、纳米材料在大气污染治理中的应用大气污染是严重威胁着人类健康的问题之一。
纳米材料在大气污染治理中的应用可以有效减少大气污染的危害。
1. 纳米钛白粉纳米钛白粉具有良好的光催化性质，可以吸附和分解大气中的有害气体，如二氧化硫和氮氧化物，从而使大气中的有害气体浓度降低，减轻空气污染的危害。
2. 纳米二氧化硅纳米二氧化硅具有良好的吸附性能，可以吸附大气中的细颗粒物，净化空气质量。
四、纳米材料在土壤污染治理中的应用土壤污染是近年来受到越来越多关注的环境问题之一。
纳米材料在土壤污染治理中的应用可以快速降解有害物质，净化土地并促进植物生长。
1. 纳米零价铁纳米零价铁具有良好的还原性和活性，可以快速降解有机物、重金属等污染物，使土壤得到净化，并提高土壤养分含量，促进作物生长。
2. 纳米硅酸盐纳米硅酸盐具有良好的吸附性能和离子交换性能，可以有效吸附土壤中的重金属，净化土地。
纳米材料在环境保护中的应用
纳米材料在环境保护中的应用近年来，随着工业化和城市化的快速发展，环境污染成为一个不可回避的问题。
如何减少污染物的排放和处理已成为社会各界关注的焦点。
而纳米材料因其超小尺寸、高比表面积等特性，在环境保护中的应用受到了越来越多的关注。
一、纳米材料在水污染治理中的应用当今社会，水污染是人们最为关注的环境问题之一。
纳米材料因其独特的吸附性能和光催化性能，成为了治理水污染的有效手段。
吸附型材料是许多纳米材料的特点，常用的有纳米酸、纳米铁等。
这些材料具有很强的吸附能力和选择性，能有效地去除水中重金属、有机污染物等，使水质达到国家标准。
另外，纳米光催化材料是一种能够利用光能进行化学反应的材料。
例如，利用纳米二氧化钛的光催化氧化能力，可以将水中的有机污染物降解为CO2和H2O，从而净化水体。
同时，纳米光催化材料具有高效、节能、无废气等优点，成为治理水污染的新手段。
二、纳米材料在大气污染治理中的应用在现代工业化生产过程中，大量的气体排放导致大气污染问题越来越严重。
而纳米材料在大气污染治理中的应用，也展现出了巨大的潜力。
针对大气中的颗粒物污染问题，常用的处理方法是物理过滤和化学吸收。
而纳米材料在这方面有很大的发挥空间。
例如，利用纳米纤维过滤材料，可以有效地去除PM2.5颗粒物，从而减少空气污染。
同时，利用纳米纤维材料制备的空气过滤器，还具有长寿命、易清洗等优点。
此外，纳米光催化材料也在大气污染治理中得到了广泛应用。
例如，利用纳米二氧化钛的光催化氧化能力，可以将大气中的NOx等有害物质降解为无害物质，从而净化空气。
三、纳米材料在土壤污染治理中的应用土壤污染对生态环境和人类健康都产生着很大的威胁。
而纳米材料在土壤污染治理中的应用，主要是利用其超小尺寸和表面积高的特点，从而实现对有害物质的吸附和修复。
例如，利用纳米零价铁等纳米材料，可以对土壤中的重金属、有机物等进行有效地吸附和修复。
同时，纳米材料还能够利用自身的催化性能，促进土壤中有害物质的降解和转化，从而达到土壤污染治理的效果。
纳米材料在环境治理中的应用研究
纳米材料在环境治理中的应用研究一、引言近年来，环境污染问题日益严重，引起了广泛关注。
为了应对环境污染的挑战，科研人员在不断探索新的环境治理技术。
纳米材料作为一种具有独特物理和化学性质的材料，在环境治理中展现出了巨大的潜力。
本文将介绍纳米材料在环境治理中的应用研究。
二、纳米材料在水污染治理中的应用1. 纳米材料在水处理中的应用目前，水污染是一项严重的环境问题。
纳米材料在水处理中的应用已经取得了显著进展。
例如，纳米铁颗粒（nano-Fe）被广泛应用于地下水和地表水中的重金属和有机物去除。
与传统的水处理方法相比，纳米铁颗粒具有更高的反应速率和更好的去除效果。
2. 纳米材料在水资源保护中的应用水资源的保护和管理对于生态环境的可持续发展至关重要。
纳米材料的应用为水资源的保护提供了新的解决方案。
例如，纳米纤维膜作为一种高效的水处理膜材料，具有较高的通量、良好的抗污染性能和稳定性，被广泛应用于海水淡化和废水处理等领域。
三、纳米材料在大气污染治理中的应用1. 纳米材料在空气净化中的应用空气污染是城市发展面临的主要问题之一。
纳米材料在空气净化中的应用呈现出了巨大的潜力。
例如，纳米二氧化钛（TiO2）被广泛应用于空气净化领域。
纳米二氧化钛具有良好的催化性能，可以将空气中的有害气体转化为无害物质，从而实现空气的净化。
2. 纳米材料在固体废物处理中的应用固体废物的处理和处置是一项重要的环境治理任务。
纳米材料的应用为固体废物处理提供了新的技术手段。
例如，纳米颗粒可以用于废物污泥的处理，通过催化氧化、吸附等过程，将废物污泥中的有害物质转化为无害物质。
四、纳米材料在土壤污染治理中的应用1. 纳米材料在土壤修复中的应用土壤污染是环境中的重要问题之一。
纳米材料在土壤修复中的应用被广泛研究。
例如，纳米零价铁（nZVI）作为一种高效的土壤修复材料，可以通过还原、吸附等机制去除土壤中的重金属和有机物污染物。
2. 纳米材料在土壤保肥中的应用土壤保肥是农业生产的重要环节。
纳米材料及其在环境科学中的应用
纳米材料及其在环境科学中的应用随着各种科技的发展，纳米科学已经逐渐成为了一个新兴且备受关注的学科领域。
纳米技术的应用范围非常广泛，尤其是在环境领域方面，可以解决很多传统技术无法解决的问题，这些应用包括：清除有害物质，污染物排放，微生物控制和处理等。
一、什么是纳米材料？纳米材料是指长度、宽度或高度中至少有一个尺寸在1~100纳米之间的材料。
由于这些材料在结构、物理性质和化学性质方面与宏观材料有很大的不同，所以纳米材料具有许多独特的性质。
二、纳米材料在环境科学中的应用1. 污染物处理纳米材料具有高比表面积、小尺寸和良好的反应性，可以与有害物质高度反应而形成稳定的物质，是处理环境中污染物的一种很好的方法。
以铁基纳米颗粒为例，铁基颗粒可以通过还原反应将可污染的物质还原，从而有效地降解有机污染物和重金属的含量。
另外，纳米TiO2可用于处理水中的气态污染物，纳米粒子会和气体发生反应，从而转化为不可溶的固体物质，有效地净化气体中的污染物。
2. 纳米粒子在环境治理中的应用对于一些有害物质和生物，可以通过纳米粒子的作用来进行控制，发挥治理作用。
例如，通过制备可生物降解的聚乳酸/纳米银材料，可以有效地抑制生物生长，从而控制微生物生长。
同时，还可以通过表面改性等手段来调节纳米颗粒在环境中的交互，从而对污染物控制和治理起到更好的作用。
3. 纳米材料在环境监测中的应用纳米技术不仅能够处理环境污染物，还可以通过制备纳米材料传感器来进行环境监测。
例如，通过在纳米TiO2表面修饰感光染料，可以制造出一种高灵敏度的光学传感器，在环境中监测油污染物的浓度，通过色谱分析数据等方式实现环境监测。
4、纳米材料在环保材料中的应用环保材料是一种吸收、分解、净化环境污染物的化学物质，因为纳米颗粒在大小范围上可调性和高比表面积等特性，成为了制备环保材料的理想材料之一。
纳米材料可以制备出环保塑料、环保涂料等材料，用于环境保护，其性能可优于传统的环保材料。
纳米材料在环境处理领域的应用
纳米材料在环境处理领域的应用
纳米材料在环境处理领域具有广泛的应用，可以提高环境处理效率、降低处理成本、减少有害物质的排放等。
1. 污水处理：纳米材料可以用于污水处理，具有高效的去污能力和降解有机污染物的能力，水质净化效果显著。
2. 大气治理：纳米材料可以用于大气治理，如空气净化器、自清洁玻璃等，可以去除有害气体和颗粒物，净化空气。
3. 土壤修复：纳米材料可以用于土壤修复，如修复土壤中的重金属污染、有机污染物等，具有高效、快速的修复效果。
4. 噪声控制：纳米材料可以用于噪声控制，如制造可溶解噪声材料、吸音材料等，可以有效降低噪声污染。
5. 环境监测：纳米材料可以用于环境监测，如制造纳米传感器、纳米吸附剂等，可以高效、准确地检测环境中的有害物质。
总之，纳米材料在环境处理领域的应用非常广泛，可以为环境保护和治理提供有效的手段和技术支持。
纳米材料在环境保护方面的应用
纳米材料在环境保护方面的应用随着科学技术的不断发展，纳米材料作为一种新型材料，在各个领域都展现出了巨大的潜力。
其中，纳米材料在环境保护方面的应用备受关注。
本文将从纳米材料在污染物治理、清洁能源开发、环境监测等方面进行全面的评估，以期为读者深入剖析纳米材料在环境保护中的作用。
1. 纳米材料在污染物治理中的应用纳米材料因其特殊的物理化学性质，在污染物治理方面展现出了独特的优势。
纳米材料的比表面积大大提高了吸附效果，对污染物具有更强的吸附能力。
纳米材料的小尺寸使其具有更高的渗透性，能够深入到污染源头进行治理。
另外，纳米材料还可以通过光催化、催化氧化等方式对污染物进行高效降解。
纳米材料在污染物治理中具有巨大的潜力，可以为环境保护发挥重要作用。
2. 纳米材料在清洁能源开发中的应用清洁能源开发是当前全球环境保护的重要议题，而纳米材料在此领域也展现出了不可忽视的作用。
纳米材料可以作为光催化剂，帮助实现太阳能、水能等清洁能源的高效转化。
纳米材料在燃料电池、锂电池等能源领域也有着广泛的应用前景，能够提高能源转化效率并减少能源消耗。
纳米材料在清洁能源开发中发挥着重要的作用，为环境保护作出了重要贡献。
3. 纳米材料在环境监测中的应用环境监测是保护生态环境的重要手段，而纳米材料在环境监测领域也有着独特的应用。
纳米材料可以制备高灵敏度、高选择性的传感器，能够对环境中微量污染物进行精准检测。
纳米材料还可以制备高效的分离材料，帮助从复杂的环境样品中提取目标物质进行监测分析。
纳米材料在环境监测中发挥着重要的作用，为环境保护提供了强有力的技术支持。
总结回顾纳米材料作为一种新型材料，在环境保护方面展现出了重要的应用前景。
从污染物治理、清洁能源开发到环境监测，纳米材料都展现出了独特的优势。
然而，在应用中还需注意纳米材料可能带来的环境风险，加强相关研究，并规范其在环境保护中的应用。
相信随着技术的不断创新，纳米材料在环境保护中的作用将会越来越凸显。
纳米材料在实际生活中的应用
纳米材料在实际生活中的应用在我们的日常生活中，纳米材料已经悄然无声地进入了许多领域。
这些小小的材料，尺寸在一纳米到几百纳米之间，真是让人惊讶。
它们的特性让人不得不赞叹，像是魔法一样改变了我们的生活。
今天就来聊聊这些神奇的纳米材料到底是怎么应用在我们身边的吧。
一、纳米材料的神奇特性1.1 超强的强度说到纳米材料，首先想到的就是它们的强度。
这些材料比传统的材料强得多。
比如说，碳纳米管的强度是钢铁的几十倍。
想象一下，拿一根细细的碳纳米管，竟然能承受如此巨大的压力。
这让它们在建筑和航空航天领域大放异彩。
许多现代建筑中，使用纳米材料来增强结构的稳定性，减少了重量，节省了资源。
真是一举多得。
1.2 优异的导电性再来说说导电性。
纳米材料在电气方面的表现也是令人惊叹。
比如，银纳米线是一个热门的材料，它们能够用来制造透明的导电薄膜。
你知道吗？这种薄膜可以用在智能手机的触摸屏上，让我们的生活更加便利。
而且，这种材料的成本还相对较低，简直是科技与经济的完美结合。
二、在医疗领域的应用2.1 靶向药物传递医疗领域中，纳米材料的应用让人耳目一新。
我们常常听到“靶向治疗”这个词。
其实，纳米材料在这里大显身手。
它们能把药物包裹在小小的颗粒中，精准送到病灶部位，减少了副作用。
这样一来，病人接受治疗的体验大大提升，效果也更好。
药物通过这些纳米颗粒的帮助，能够像箭一样，直达靶心。
2.2 生物传感器再来聊聊生物传感器。
纳米材料被广泛应用于医学检测。
比如说，金纳米颗粒在检测血液中的病菌时表现得十分出色。
它们能够通过颜色变化迅速反应，帮医生及时做出诊断。
这种技术简直像是为医生装上了“火眼金睛”，让医疗变得更加高效。
2.3 组织工程还有一个不可忽视的领域是组织工程。
纳米材料能帮助修复受损的组织。
科学家们正在研究如何利用纳米结构来支持细胞的生长。
未来，或许我们可以用纳米材料来制作人工器官，拯救更多的生命。
这种前景令人振奋。
三、在环境保护中的作用3.1 污水处理环境问题是当今社会的头号挑战。
新型纳米材料及其应用前景
新型纳米材料及其应用前景纳米材料是指至少有一维的尺寸在1至100纳米之间的材料。
与传统材料相比，纳米材料具有更大的比表面积、表面能、质量、热力学性质、力学性质、光学性质和导电性质等优势，同时具有独特的形态、结构和功能。
随着科技的进步，人们对纳米材料的研究越来越深入。
新型纳米材料的研究成果不仅在物理、化学、材料科学等领域得到了广泛应用，还在能源、环境、生物医药、信息技术等领域展现出了广阔的应用前景。
一、新型纳米材料的种类与特点1.金属纳米材料金属纳米材料，是指尺寸在1至100纳米之间的金属颗粒或复合物。
常见的金属纳米材料有银、金、铜、镍、钴、铁、锌等。
金属纳米材料具有许多优异的特性和应用前景，如制备催化剂、生物传感器、纳米机器人等。
2.二维材料二维材料，是指厚度只有几个原子的立体材料。
最知名的二维材料是石墨烯，它只有一个碳原子层。
此外，还有二硫化钼、二硫化钨、石墨烯氧化物等。
这些材料具有高度可调节的光学、电子、热学等物理性质。
3.量子点量子点，是指小于10纳米的半导体晶体。
量子点的电子主要存在于三维量子限制中，因此具有强烈的量子效应和特异的光学性质。
应用前景包括LED照明、生物传感器、光电转换器等。
4.纳米管纳米管是一种具有特殊结构和性质的一维纳米材料。
常见纳米管有碳纳米管、氮化硅纳米管、二硫化钼纳米管等。
相比其他纳米材料，纳米管具有更强的力学强度、更好的导电性和导热性。
二、新型纳米材料的应用前景1.能源领域新型纳米材料在能源领域展现出了广泛的应用前景。
以新能源为例，光催化技术利用纳米材料的光的性质，在太阳能自然光线或其他光源的作用下，将水和空气中的氧气还原为可用的氢气和其他燃料。
此外，纳米结构材料在制备太阳能电池和锂离子电池方面也具有广阔的应用前景。
例如，采用量子点的色散性能，可以制造出更高效的太阳能电池，而纳米材料的大比表面积和可调节性，使得电池的可逆化学反应变得更加均匀和可控。
2.环境保护环境问题是亟待解决的一个大问题，而纳米材料则是环境保护的重要解决方案之一。
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纳米材料的特性及其环境保护的应用黄翔化学工程学院材料091摘要概述纳米材料的特性及其环境保护的应用。
纳米材料具有表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。
根据纳米材料的吸附和光催化作用，综述了纳米材料在废水处理、废气处理、固体垃圾处理、环境监测等方面的应用。
关键词纳米材料特性环境保护吸附纳米技术是20 世纪80 年代迅速发展起来的一门交叉性综合学科，包括纳米材料和纳米结构两部分。
纳米材料是指平均粒径在纳米量级（1～100nm）范围内的固体材料的总称。
纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。
纳米粒子的表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应影响物质的结构和性质。
人们发现，当物质被粉碎到纳米微粒时，所得的纳米材料不仅光、电、磁特性发生变化，而且具有辐射、吸收、催化、杀菌、吸附等许多新的特性。
发展纳米技术已成为世界性的重大科学技术活动。
Application of Nano-material in Environment Protection Abstract: The adsorption and ray catalyze performance of nano-material is brieflyintroduced.The application of nanomaterial in waste water disposal,air pollution,solid rubbish disposal and environment monitoring is stated.The development in application in environment protection is also proposed.、keywords: nano-material; environment protection; adsorption; catalyze1基本概念纳米材料1992年国际纳米材料会议对纳米材料定义如下:一相任一维的尺寸达到100 nm以下的材料为纳米材料[1]。
由此可知,纳米材料的几何形状既可以是粒径小于100 nm的零维纳米粉末,也可以是径向尺寸小于100 nm的一维纳米纤维或二维纳米膜、三维纳米块体等。
纳米材料的材质可以是金属或非金属;相结构可以是单相或多相;原子排列可以是晶态或非晶态。
当物质进入纳米级后,其在催化、光、电、热力学等方面都出现特异化,这种现象被称为“纳米效应”。
橡胶工业常用的纳米材料以非金属类为主,可分为金属氧化物(如氧化锌、三氧化二铝、二氧化钛、三氧化二铁等)和无机盐类(如轻质碳酸钙和陶瓷)。
2纳米材料的特性2·1表面与界面效应固体颗粒的比表面积与其粒径的关系可由下式表示:Sw=K/ρD式中Sw———粒子的比表面积;K———形状因子(球形和立方体粒子的K为6);ρ———粒子的理论密度;D———粒子的平均直径。
由上式可知,粒子的比表面积随着其粒径的减小而增大,从而导致处于表面的原子个数越来越多。
当粒子粒径分别为10,4,2和1 nm时,表面原子所占比例分别为20%,40,80%和99%。
此时表面效应所带来的作用不可忽略。
纳米粒子所具有的大比表面积使键态严重失配,出现许多活性中心,表面台阶和粗糙度增加,出现非化学平衡、非整数配位的化学键,从而导致纳米体系的化学性质与化学平衡的体系有很大差异。
若用高倍电子显微镜对金属超微粒进行观察,会发现这些颗粒没有固定的形态,且随着时间的变化而自动变成各种形状,它既不同于一般固体,又不同于液体,可视为一种准固体。
在电子显微镜的电子束照射下,表面原子仿佛进入了“沸腾”状态[2]。
因此纳米粒子具有极高的活性,很容易与其它原子相结合而出现一些非常规现象,如金属的纳米粒子在空气中会燃烧,无机纳米粒子暴露在空气中会吸附气体,并与气体发生反应等。
2·2量子尺寸效应随着颗粒尺寸的减小,在一定条件下会引起颗粒性质的变化。
一般而言,如果某种结构的某一方向的线度小于费米面上的德布罗意波的波长,则在该方向上的量子尺寸效应非常明显。
由于纳米材料的尺寸小到与物理特征量相差不多,即可与电子的德布罗意波长、超导相干波长、磁场穿透深度及激子玻尔半径相比拟,电子被局限于一个体积非常微小的纳米空间,其运动受到限制,平均自由程变得很短,电子的局域性和相干性增强。
几何线度的下降使纳米体系所包含的原子数大大减少。
日本科学家久保(Kubo)提出了能级间距与金属颗粒直径之间的关系,即著名的久保公式:δ=EF/3N式中δ———能级间距;EF———费米能级;N———总电子数。
宏观物体包含无限个原子,即所含电子数N→∞,则宏观物体的能级间距δ→0;而纳米微粒包含的原子数有限,N值很小,导致δ有一定的值,即能级间距发生分裂,电子结构类似于原子的分立的能级,量子尺寸效应十分显著[3]。
由于粒子尺寸减小、比表面积显著增大,使处于表面的原子、电子与处于粒子内部的原子、电子的行为出现很大的差别。
这就使得纳米体系中的光、热、电、磁等物理性质及化学性质与宏观物体显著不同。
如当金属被细分到小于光波波长时,就失去原有的光泽而呈黑色[4]。
尺寸越小,颜色越黑。
因此,金属超细微颗粒对光的反射率很低。
利用此特性可以作为高效率的光热、光电等变换材料，可以高效地将太阳能转变为热能和电能。
此外,还可用于红外敏感元件、红外隐身技术等。
又如颗粒的磁化率和比热容随着所含电子的奇偶性会产生光谱线的频移、介电常数的变化等现象。
近年来,人们还发现纳米微粒在含有奇数或偶数电子时显示出不同的催化性质[5]。
2·3宏观量子隧道效应微观粒子如电子具有波粒二象性,因而存在隧道效应[6]。
近年来,人们发现一些宏观物理量,如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等也显示出隧道效应,通常称之为宏观量子隧道效应。
量子尺寸效应和宏观量子隧道效应将是未来微电子器件的基础,或者说它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限。
如在制造半导体集成电路时,当电路的尺寸接近波长时,电子借助隧道效应而溢出器件,器件便无法工作。
经典电路的物理极限尺寸大约为0·25μm。
目前研制的量子共振隧穿晶体管就是利用量子效应而制成的新一代器件。
3 纳米材料的吸附和光催化作用吸附是气体吸附质在固体吸附剂表面发生的行为，其发生的过程与吸附剂固体表面特征密切相关。
对于纳米粒子的吸附机理，目前普遍认为，纳米粒子的吸附作用主要是由于纳米粒子的表面羟基作用。
纳米粒子表面存在的羟基能够和某些阳离子键合，从而达到表观上对金属离子或有机物产生吸附作用。
另外，纳米离子具有大的比表面积，也是纳米粒子吸附作用的重要原因。
一种良好的吸附剂，必须满足比表面积大，内部具有网络结构的微孔通道，吸附容量大等条件，而颗粒的比表面积与颗粒的直径成反比。
粒子直径减小到纳米级，会引起比表面积的迅速增加，例如，纳米氧化锡粒径为l0nm 时比表面积为90.3m 2/g，5nm 时比表面积增加到181m2/g，而当粒径小于2nm 时，比表面积猛到450m2/g。
由于纳米粒子具有高的比表面积，使它具有优越的吸附性能，在制备高性能吸附剂方面表现出巨大的潜力，提供了在环境治理方面应用的可能性。
目前利用光催化作用的主要是TiO2。
普通的TiO2的光催化能力较弱，但纳米级锐钛型TiO2晶体具有很强的光催化能力，这与颗粒的粒径有直接的关系。
TiO2颗粒粒径从30nm 减小到10nm时，其光催化降解苯酚的活性上升了45%。
TiO2作为光催化剂用于环境治理，比传统的生物法处理工艺优越主要表现在：①反应条件温和，能耗低，在阳光下或在紫外线辐射下即可发挥作用；②反应速度快，在几分钟到数小时有机物的降解即告完成；③降解没有选择性，能降解任何有机物，特别是多环芳烃和多氯联苯类化合物也能被正常降解；④消除二次污染，把有机物彻底降解成CO2和H2O。
所以，TiO2等半导体纳米微粒的光催化反应在废水处理和环境保护方面大有用武之地。
4 废水处理4.1 有机污染物的处理目前国内常用的有机物废水处理技术难以达到有效的治理，物理吸附法、混凝法等非破坏性的处理技术，只是将有机物从液相转移到固相，而解决二次污染，使吸附剂、混凝剂再生是一难题；生化处理法虽可很好地除去污水中的有机物和营养物质，但若污水中含大量重金属，则生化法不再适用，因重金属可使生化系统中毒。
使用带纳米孔径的处理膜和纳米孔径的筛子，则可将水中的微生物(包括细菌、病毒、浮游生物)、水中胶体完全滤除，仅保留水分子和小于水分子直径的矿物质。
纳米TiO2具有很强的紫外光吸收能力和光催化降解能力，可快速将吸附在其表面的有机物分解。
用纳米TiO2光催化处理含有机污染物的废水被认为是最有前途、最有效的处理手段之一。
采用纳米TiO2粉末，利用太阳光进行光催化降解苯酚水溶液和十二烷基苯磺酸钠水溶液，结果在多云和阴天的条件下，光照12h，苯酚的浓度从0.05mmol/L 下降到零，浓度为1mmol/L的十二烷基苯磺酸钠也基本上被降解掉，说明这一技术的可操作性和实用性。
生产和应用燃料的过程中会排放大量含芳烃、氨基、偶氮基团的致癌物废水，常用的生物法降解效果不理想。
以纳米TiO2对甲基橙光催化降解脱色，结果反应仅10min，脱色率就达到97.4％。
活性绿染料废水的处理、酸性蓝染料的光催化降解和活性艳红X-3B 的氧化脱色等都取得了良好的效果。
用浸涂法制备的纳米TiO2或者用空心玻璃球负载TiO2可以漂浮于水面，对水面上的油层、辛烷等具有良好的光催化降解作用，这无疑给清除海洋石油污染提供了一种可以实施的有效方法。
至今已知，该方法能处理80 余种有毒化合物，可以将水中的卤代脂肪烃、卤代芳烃、有机酸类、染料、硝基芳烃、取代苯胺、多环芳烃、杂环化合物、烃类、酚类、表面活性剂、农药、木材防腐剂和燃料油等有效地进行光催化反应，除毒、脱色、矿化，分解为CO2和H2O，最终消除对环境的污染。
4.2 无机污染物的处理环境中的无机污染物主要分为两种类型:①有毒金属离子，如Cr6+，Hg2+，Pb2+，Cu2+，Ag+等；②有毒阴离子，如CN－，SCN－，I－，F－等。
近年来，国内外有很多学者发现碳纳米管可吸附去除水体中重金属。
他们不仅发现碳纳米管对重金属有非常优良的吸附能力，而且还详细分析了重金属在碳纳米管上吸附的影响因素。
Li 等人发现经过硝酸处理过的碳纳米管对Pb2+的吸附量大提高。
当液相平衡浓度为2.7mg/L 时，碳纳米管对铅的吸附量可达15.6mg/g，主要是由于酸化在碳纳米管表面引入了－OH、－C=O、－COOH 等官能团，从而增强了碳纳米管与Pb2+之间的相互作用力。
同时作者也考察了溶液酸度对吸附量的影响。
当溶液酸度过高或者过低都会导致碳纳米管对铅的吸附量减少，所以，通过调节溶液的酸度，就可以控制Pb2+在碳纳米管上的吸附量，从而实现CNT 吸附剂的再生。