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纳米光催化技术在环境保护中应用研究日益受到重视。纳米TiO2因其氧化能力强、光催化活性高,生物、化学、光学稳定性好等优势一直处于光催化研究中的核心地位。TiO2的激发必须在高能量的紫外光下才能进行,这就给TiO2利用太阳能进行光降解带来了很大的困难。纳米Cu2O的能级差为1.92eV,可被400nm(可见光)波长激发,在太阳光下就能有效的激发产生光量子,因此在环境保护中有更重要的应用价值。本文以华中师范大学纳米中心自制的Cu2O-TiO2纳米复合材料进行了可见光下消毒杀菌,清除水华污染和利用纳米TiO2的光催化活性处理农药废水中三个方面的应用研究。 1.Cu2O-TiO2纳米复合材料制成的涂料显示出很强的杀灭病毒和细菌的能力。实验结果表明在可见光条件下,纳米Cu2P和纳米TiO2为主要成分的三种光催化剂(纳米Cu2O-TiO2复合材料、纳米TiO2、前复合材料与FeSO4的混合物)4种细菌的灭活效果。结果显示,纳米TiO2没有表现出明显的消毒杀菌作用,光照能显著激活纳米Cu2O的杀菌效果。在强度为30μEm-2s-1的可见光照射下纳米Cu2O对M13噬菌体和大肠杆菌(Escherichia coli)、克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)的灭活率分别为89.54%、84.10%、94.20%、89.82%、100%,3mmol·L-1Fe2+能进一步增进纳米Cu2O的光催化杀菌作用。另外,纳米Cu2O对微生物有一定的化学杀灭作用,对粘质沙雷氏菌尤为明显。 2.将Cu2O-TiO2纳米复合材料固定于玻璃纤维布上制成纳米杀藻布用于实验室内和野外杀藻。当纳米布面积为0.08cm2·mL-1藻液时,光照60μEm-2s-1下处理24h,藻悬浮液中微囊藻(Microcystis aeruginosa)、鱼腥藻(Anabaena7120)、裸藻(Euglena gracilis)、衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的细胞密度分别下降了77%、69.1%、89.1%和56.9%,硅藻舟型藻(Navicula incerta)的叶绿素下降了18.7%。在无锡五里湖水华发生现场小试结果显示处理1d即使水体Chl.a的水平下降了76%。鱼类急性毒理测试显示该材料无毒性。本技术成本低、效率高、无二次污染、使用简单,与现有方法相比有一定优越性。 3.将纳米TiO2固定在钛网上作为阳极,以钢板作为阴极,通4V直流电