纳米材料光催化氧化还原耦合反应脱除水中无机氮

亚硝基、硝基和氨是水中常见污染物，去除这类化合物有生物法或化学法。氨的厌氧氧化(ANAMMOX)可由特殊微生物酶催化，以亚硝基-氨为电子受-供体，产生氮气实现水体脱氮，适合处理高浓度含氨氮废水。本申请拟研究水中无机氮的光催化氧化及还原耦合脱氮，重点是光催化纳米材料与反应和N2选择性。光催化还原(亚)硝基为氨或氮气或光催化氧化氨形成(亚)硝基和氮气有文献报道。用纳米二氧化钛基贵金属掺杂催化剂可以实现水相氨到氮气的光催化氧化和氧化态氮的光催化还原。以同时除去氧化态氮和氨氮为目的的光催化耦合氧化还原反应研究尚不多见。拟用纳米含钛、氧化钛等复合材料及性质调控来催化实现该光反应。由铵离子和(亚)硝态氮负离子分别捕获光生空穴和电子，并主要形成N2，从水中彻底脱除含氮化合物。试验得到该反应高效、高选择性进行的最佳纳米复合催化材料结构及组成。优化反应条件，研究反应过程机理、特殊化学成分等因素对反应的影响。