���ø��Լ{��TiO2�����̎��Uˮ
ժҪ���C���˽������ˮ̎���I��{�׳ߴ�TiO2�댧�w�ĸ��Է���,�������F���ٓ��s,���x�ӓ��s����ϰ댧�w��Ⱦ�Ϲ�����,�������ԙC���M���˷���,���������Թ������ˮ̎���I��đ���ǰ���M����չ����
�P�I�~������; TiO2; ���
1 ����
������ˮ̎�����g(Advanced Oxidation Processes (AOPs) ) ����ԭλ�a���ĸ��Զ̕���N(��H2O2,��·OH,��·O2����O3��) ��ԭ��,���ɵV���y����ˮ�н^������ЙC��Ⱦ��,����ԭ�w���������a��ȣ�1��2��,�����܉��ṩ����������ˮԴ�Ą�(chu��ng)����ˮ̎�����g,���ڱ����AOPs �У�ʹ�ö������(TiO2) �댧�w�����Ķ��������g���F����Ч���ٵĽ�������,��ԓ���g�Ɍ������y�����ЙC��Ⱦ��ֽ������ɽ������|��V���ɟo����CO2��H2O��3,��4�ݡ��������ֹ,����TiO2��������ˮ̎���Դ���һϵ�м��g����(zh��n),����TiO2��С���w���ߴ硢�^��ıȱ���e�ͱ�����ʹ���ڲ����^������������ʹ���|�^�̜p��,�����ľC���˽��������TiO2���ˮ̎�����g�о���ȡ�õ��Mչ�������R��ƿ�i���},��
2 TiO2��������C��
�Թ⻯�W���������A��TiO2�댧�w�������б��������5��6��,���댧�w�Ļ������Y���ǣ���һ����M��ӵĵ��܃r��(valence band,��VB) ��һ���յĸ��܌���(conduction band��CB) ����,���r���͌��w֮�g�ɽ������_,�����ø��ڻ����TiO2��϶(ͨ���J⁵V3��2 eV����tʯ3��0 eV) �Ĺ�����(λ�� 400nm) ���������r,����������w��r�g�ȱ��⼤�l(f��)��TiO2����,���⼤�l(f��)�a��һ��δ��M�ăr�����Ķ��γ���ӣ���Ѩ��(e-/h+) ��7,��8��,����������ͬ�������������|���÷�ʽ�IJ�ͬ�����������Է֞������ⷴ��(sensitized photoreaction) �ʹ��ⷴ��(catalyzedphotoreaction) ,���䌍�|����늺ɵ��D�Ʒ���ͬ,�������ⷴ�������ɵ�e-/h+�Ĵ���������������,�������ⷴ��늺����ӷ��������෴��9��10��,��
3 TiO2������ĸ��Է���
���H�ľ��w���ǽ��ƵĿ��g�cꇽY��,������һ�N��N�Y���ϵ�ȱ�ݡ��������s�|���뾧�w�r,�������γ��s�|�ÓQȱ��,���@Щȱ�ݵĴ��ڌ������TiO2�Ļ���������Ҫ���ã�11�ݡ��о�����,��ͨ�^���댧�w���ϳ��e�F���ٻ���������������,��������s�o�C�x��,�����������Լ�����߀ԭ̎���ȷ��������s�|,��ȱ�ݣ������ڸ���TiO2�Ĺ�����,����߷�(w��n)�B(t��i)�⽵������Ч�ʼ����Ч��,��
3��1 �F���ٓ��s
�������s�F���ٱ��J����һ�����Ч������ӣ���Ѩ�ͺϵķ�����һ���f��,�����e�F���ٵĹ�����(ψm) ����TiO2�Ĺ�����(ψs) ,�����ɷN�����Y��һ��r����Ӿ͕�����؏�TiO2����e�����w��,��ֱ�����ߵ�Fermi �ܼ���Ȟ�ֹ��12��,����Ҋ������F������Ҫ���������Pt��Ag,��Ir,��Au��Ru,��Pd,��Rh ���F���٣��������PPt �Ĉ�����,����Ξ�Pd,��Ag��Pt �ĸ���Ч�����,�����ɱ��^�ߣ�13,��14��; Ag �������������^С���ɱ��^��,��Sakthivel et al��15��,��ͨ�^���n�����ePd��Pt ��Au ��P25 ��TiO2���棬ʹ�䌍�F�˿�Ҋ����������ԾG16,�������ړ��s�F����������ӣ���Ѩ�ͺ�ʹ�ý���Ч�ʴ�����,��
3��2 �x�ӓ��s
���s�����x��������Ļ�׃���γ�ȱ��λ����������ϵ����D׃�ض�,��������С�Ȯa��Ӱ�,�������x��������ӵĜ\�ݲ��@�壬�ɲ��@�����е����,��ʹ��TiO2�{��늘O�ʬF��p-n ��푑�����F��,�����������-��Ѩ�ͺώ��ʡ�һ���f��,�����s�x�ӵ��λҪ�cTiO2�ăr��,��������ƥ�䣬�x�Ӱ돽�cTi4+�������ȫ��M����M��Ә��͵��^�ɽ����x����Fe3 +,��Co2 +,��Cr3+Ч��Ҫ���ھ����]������Ә��͵Ľ����x����Zn2+��Ga3+,��Zr4 +,��Nb5 +,��Sn4 +,��Sb5+��Ta5+�ȣ��߃r�x����W6+�ē��s���ڵ̓r�x�ӣ�16��20��,��Asahi et al��21���J��ǽ���Ԫ�ؿ���ȡ��TiO2�еľ�����,����O ��2p ܉����ȣ��ǽ���Ԫ��(N,��B,��F��P,��S) �����^��,���Էǽ���Ԫ��ȡ��O ������߹�����ăr���λ�������䌧���λ,��ʹ���������׃խ,��ʹTiO2���п�Ҋ����ԡ�
����֮��,��һЩ�o�C��x��Ҳ���ڰ댧�w���w����������_������Ŀ��,��Yu et al��22��ͨ�^��NH4F ��ˮ��Һ��ˮ���Į�������Ƃ��˾����J⁵V�Ͱ�⁵V�쾧��ķ����s�{��TiO2,������кܸߵĹ����,��Park ��Choi��23�ݳɹ������ñ���������g���F��TiO2�Ŀ�Ҋ��푑���
3��3 ��ϰ댧�w
�댧�w��ϲ�����ָ�ɷN��ɷN���ϵİ댧�w������ͺϣ��@Ҳ�����TiO2������Ե�һ�l��Ч;��,����������������εĽM��,�����s�����ӽY����,��������϶�^խ������,��������Ȱ댧�w�����TiO2����쾧Ч��,����ߴ�����,����WO3-TiO2��SnO2-TiO2,��V2O5-TiO2,��ZnS ��CdS-TiO2��Cd3P2 ��TiO2,��MoO3-TiO2�ȣ�24��26��,��Lee et al��27��ͨ�^���CdS�{���w����TiO2�{��Ƭ�Ƃ���CdS /TiO2�ͺϹ�������ڿ�Ҋ��������(λ�� 420nm) ���Ԍ��F�a�估�����{�Ľ���,��
Vinodgopoalt et al��28�ݱ��^��SnO2,��TiO2��SnO2 /TiO2�ͺϰ댧�w��Ĥ�������Ⱦ�ϱ����{��(NBB) �Ĵ����ԣ��l(f��)�F�ͺϰ댧�w��Ĥ�Ĺ���������@���������ɷN�댧�w��Ĥ,����Ҫԭ���ǹ⼤�l(f��)SnO2�l(f��)������S�w,���p���˹�����ӵďͺώ��ʣ�����˹����������Ч��,��
3��4 Ⱦ�Ϲ�����
����ϵ�y�а���һ�N�댧�w�������ڰ댧�w������쾀����(Ⱦ�ϻ����������ɫ���ЙC��N) ,������������TiO2ͨ���漰3 �������^�̣�A �쾀������TiO2���������; B �����B(t��i)���쾀�������չ��ӱ����l(f��); C ���l(f��)�B(t��i)�쾀���ӌ����ע�뵽TiO2�Č�����29�ݡ����^�̿������·���ʽ��ʾ��
Dye+hv (visibile) → Dye* (1)
Dye*+TiO2→ Dye+·+TiO2(e-) (2)
���ɻ���������ʹ�ЙC��Ⱦ�������߀ԭ����,���������B(t��i)Ⱦ��(Dye+·) �ͻ�������N(·O2�� /·OOH) �Ĵ��ڿ�ʹ������Ⱦ��(Ŀ����Ⱦ��) ������CO2��H2O,���õ��V�����⡣Kondarides et al��30�ݰl(f��)�F,��ֻ�Ю�pH ֵ����7 �r,�����Գ�7 �ŕ�ͨ�^�����������TiO2���棬�෴,���ڸ�pH ֵ��,����x��Ⱦ�Ͽ�ȸʯ�G�t����������TiO2���档
4 �Y�Z
Ŀǰ������g߀���������P�I�ԵĿƌW���g�y�},��ʹ�乤�I(y��)���Č��H�����ܵ��O���Ƽs,����������g�����ڴ�Ҏ(gu��)ģˮ̎���^�̕r�����_չ���������u��(LCA) �����������F�Д���,�����Mһ���ò��Ϲ��̽�Q�������о��Խ�Q���ϼ��g���},��ʹ������g�ɞ�����̘I(y��)�rֵ�Ϳ����Ե�Ҏ(gu��)ģ�����g��
�����īI��
��1��Esplugas S,��Gime? nez J,��Conteras S��et al��Comparison of different advanced oxidation processes for phenol degradation��J�ݣ�WaterRes��,��2002,��36(4) �� 1034��1042��
��2��Pera Titus M��Garc'a Molina V,��Banos M A,��et al��Degradation of chlorophenols by means of advanced oxidation processes�� a general review��J�ݣ�Appl Catal B Environ��2004,��47(4) �� 219��256��
��3��Legrini O,��Oliveros E��Braun A M��Photochemical processes for water treatment��J�ݣ�Chem Rev,��1993,��9 3(2) �� 671��698��
��4��Fox M A��Dulay M T��Heterogeneous photocatalysis��J�ݣ�Chem Rev,��1993,��9 3(1) �� 341��357��
��5��Gaya U I��Abdullah A H��Heterogeneous photocatalytic degradation of organic contaminants over titanium dioxide�� a review of fundamentals,��progress and problems��J�ݣ�J Photochem Photobiol C Photochem Rev,��2008��9 (1) �� 1��12��
��6��Fujishima A,��Rao T N,��Tryk D A��Titanium dioxide photocatalysis ��J�ݣ�J Photochem Photobiol C Photochem Rev,��2000,��1(1) �� 1��21��
��7��Yu J G��Su Y R,��Cheng B��Template-free fabrication and enhanced photocatalytic activity of hierarchical macro-/mesoporous titania��J�ݣ�Adv Funct Mater,��2007��17(12) �� 1984��1990��
��8��Cheng X F,��Leng W H,��Liu D P��et al��Electrochemical Preparation and Characterization of Surface-Fluorinated TiO2 Nanoporous Film and Its Enhanced Photoelectrochemical and Photocatalytic Properties ��J�ݣ�J Phys Chem C,��2008,��112(23) �� 8725��8734��
��9��Herrmann J M��Heterogeneous photocatalysis�� fundamentals and applications to the removal of various types of aqueous pollutants��J�ݣ�Catal Today��1 999,��53(1) �� 115��129��
��10��Fogler H S��Elements of Chemical Reaction Engineering�� Chapter 10�� Catalysis and Catalytic Reactors��M�ݣ�Prentice-Hall PTR Inc,��1999(16) �� 581��685��
��11��Serpone N��Is the Band Gap of Pristine TiO2 Narrowed by Anion-and Cation-Doping of Titanium Dioxide in Second-Generation Photocatalysts? ��J�ݣ�J Phys Chem B��2006��110 (48 ) �� 24287��24293��
��12��Serpone N,��Texier I,��Emeline A V��et a1��Post Irradiation Effect and Reductive Dechlorination of Chlorophenols at Oxygen Free TiO2 /Water Interfaces in the Presence of Prominent HolScavengers ��J�ݣ�J Photochem Photobiol A,��2 000,��136(3) �� 145��152��
��13��Kim S��Hwang S J,��Choi W��Visible Light Active Platinum-Ion ��Doped TiO2 Photocatalyst��J�ݣ�J Phys Chem B,��2005��109 (51) ��24260��24267��
��14��Ohno T,��Tanigawa F,��Fujihara K��et al��Photocatalytic oxidation of water by visible light using ruthenium-doped titanium dioxide powder ��J�ݣ�J Photochem Photobiol A,��1999,��127(1-3) �� 107��110��
��15��Sakthivel S��Shankarb M V,��Palanichamy M,��et al��Enhancement of photocatalytic activity by metal deposition�� characterisation and photonic efficiency of Pt��Au and Pd deposited on TiO2 catalyst ��J�ݣ�Water Res,��2004,��38(13) �� 3001��3008��
��16�� Paola A D��Marcì G,��Palmisano L,��et al��Preparation of Polycrystalline TiO2 Photocatalysts Impregnated with Various Transition Metal Ions�� Characterization and Photocatalytic Activity for the Degradation of 4-Nitrophenol��J�ݣ�J Phys Chem B��2002,��106(3) �� 637��645��
��17��Xu A W,��Gao Y��Liu H Q��The Preparation,��Characterization,��and their Photocatalytic Activities of Rare-Earth-Doped TiO2 Nanoparticles��J�ݣ�J Catal��2002,��2 07(2) �� 151��157��
��18�� Serpone N,��Lawless D��Disdier J,��et al��Spectroscopic,��Photoconductivity��and Photocatalytic Studies of TiO2 Colloids��Naked and with the Lattice Doped with Cr3+,��Fe3+,��and V5 +Cations��J�ݣ�Langmuir,��1994��10(3) �� 643��652��
��19��Choi J,��Park H,��Hoffmann M R��Effects of Single Metal-Ion Doping on the Visible-Light Photoreactivity of TiO2 ��J�ݣ�J Phys Chem C��2010,��114(2) �� 783��792��
��20��Dvoranováa D,��Brezováa V��Mazúr M,��et al��Investigations of metal-doped titanium dioxide photocatalysts ��J�ݣ�Appl Catal B Environ,��2002��37(2) �� 91��105��
��21�� Asahi R,��Morikawa T,��Ohwaki T��et a1��Visible-light Photocatalysis in Nitrogen-doped Titanium Oxides��J�ݣ�Science,��2001,��293(5528) �� 269��271��
��22��Yu J C��Yu J G,��Ho W K,��et al��Effects of F-Doping on the Photocatalytic Activity and Microstructures of Nanocrystalline TiO2 Powders��J�ݣ�Chem Mater��2002,��14(9) �� 3808��3816��
��23 �� Park H,��Choi W��Effects of TiO2 surface fluorination on photocatalytic reactions and photoelectrochemical behaviors��J�ݣ�J Phys Chem B��2004,��108(13) �� 4086��4093��
��24��Ho W K,��Yu J C��Sonochemical synthesis and visible light photocatalytic behavior of CdSe and CdSe /TiO2 nanoparticles��J�ݣ�J Mol Catal A Chem��2006,��247(1-2) �� 268��274��
��25��Ho W K,��Yu J C��Lin J,��et al��Preparation and Photocatalytic Behavior of MoS2 and WS2 Nanocluster Sensitized TiO2 ��J�ݣ�Langmuir,��2004��20(14) �� 5865��5869��
��26�� Yu J C,��Wu L��Lin J,��et al��Microemulsion-mediated solvothermal synthesis of nanosized CdS-sensitized TiO2 crystalline photocatalyst��J�ݣ�Chem Commun,��2003 (13 ) �� 1552�� 1553��
��27��Jang J S��Choi S H,��Park H,��et al��A Composite Photocatalyst of CdS Nanoparticles Deposited on TiO2 Nanosheets��J�ݣ�J Nanosci Nanotechnol,��2 006��6(5) �� 3642��3646��
��28��Vinodgopal K,��Bedja I,��Kamat P V��Nanostructured Semiconductor Films for Photocatalysis Photoelectrochmical Behavior of SnO2 / TiO2 Composite Systems and its Role in Photocatalysic Degradation of a Textile Azo Dye��J�ݣ�Chem Mater��1996,��8 (8) �� 218��225��
��29��Chen C C,��Ma W H��Zhao J C��Semiconductor-mediated photodegradation of pollutants under visible-light irradiation��J�ݣ�Chem Soc Rev,��2010,��39(11) �� 4206-4219��
��30��Bourikas K��Stylidi M,��Kondarides D I,��et al��Adsorption of Acid Orange 7 on the Surface of Titanium Dioxide��J�ݣ�Langmuir��2005,��21(20) ��9222��9230��
���ߺ��飺�O����(1986-) ,��Ů��ɽ�|���_��,���������̎�,����Ҫ���h(hu��n)����Ⱦ������Փ�c���̼��g������

ʹ����“��һ��”��������“���v�h(hu��n)���W”