纳米半导体催化处理废水的机理怎么解释

光催化是纳米半导体独特性能之一。 就目前普遍采用的锐钛型纳米 TiO 2 光催化剂来说 , 其粒子的能带结构是由填满电子的低能价带和空的高能导带构成 , 且价带和导带之间存在禁带。 应当以光子能量等于或大于TiO2 禁带宽度能量 (3.2eV) 的光 , 尤其是在紫外光线的照射下, 处于价带上的电子就会激发跃迁到导带上, 从而分别在价带和导带上产生高活性的光生空穴 (h + ) 和光生电子 (e - ), 光生空穴具有氧化性, 而光生电子则具有还原性。 此时的 h + 和 e - 存在两种可能, 一是二者复合, 将吸收的光能以热的形式释放, 使光催化效率降低二是在外电场作用下,h + 和 e - 发生分离, 并迁移到粒子表面的不同位置, 将吸收的光能转换成化学能。实验表明, 吸附在 TiO2 表面的 O2 可吸收 e - 反应生成过氧化物离子自由基。 在 pH<4 条件下 ,H+ 与过氧化物离子自由基可在形成 H2O2 的基础上进一步转化为 OH。OH 作为强氧化剂, 可进一步与大多数有机污染物、细菌、 病毒及部分无机污染物作用, 最终使其氧化分解为 CO2 和 H2O 及无机物等无害物质。 对于半导体的光催化活性, 则主要取决于导带与价带的氧化还原电位, 价带的氧化还原电位越正, 导带的氧化还原电位越负, 则光生空穴和光生电子的氧化及还原能力就越强, 从而使光催化降解污染物的效率大大提高。此外, 许多有机物的电位比半导体的价带电位更负些, 因此, 有机物直接被 h + 氧化也是可行的。 而表面具有很强还原能力的高活性 e - , 则可还原去除水中的金属离子, 从而实现了光能与化学能的转换。

随着科技不断的创新，我国的电子设备需求也在不断的增加，因此电子半导体行业的污水排放量也在不断的增加，在水资源紧缺的情况下LED半导体行业的污水应该怎么处理呢?

　　半导体污水分为三大类：含氟废水、有机废水和金属离子废水。

为了除去污水中COD、氨氮、总氮等有机污染物，一般会采用好氧法和缺氧厌氧法相结合的方法进行处理。

金属离子污水则是根据不同的金属离子采用不同的方法，常见的方法有活性炭吸附法、化学沉降法、去离子交换法等。

　　对于含氟废水，主要是往污水中加入钙盐，钙盐可以跟水中氟离子形成CaF2，再加上混凝剂辅助就可以去除污水中的氟离子，这就是常说的化学沉降法。

因电子LED半导体行业的用水率高，所以为了降低用水成本、减少对环境的污染，污水回用对于电子半导体行业的经营者是极其重要的。

　LED半导体污水除了除了以上方法以外，还可以对污水进行电渗析、离子交换树脂、吸附、冷冻等，在进行污水处理期间还可以去除一些杂质以及特殊的气味。

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