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不同形貌TiO_2对氯霉素的光催化降解研究
题目：不同形貌TiO2对氯霉素的光催化降解研究
摘要：本研究采用不同形貌的TiO2纳米材料作为光催化剂，评估其在降解氯霉素过程中的表现。实验结果表明，球形TiO2颗粒具有最佳的光催化降解效果，而棒状TiO2表现最差。通过对纳米材料形貌与光催化性能的相关性分析，发现纳米颗粒形貌对光催化活性具有重要影响。
关键词：TiO2纳米材料；形貌；光催化；氯霉素；降解。
Introduction
现代生活中，常见的医药废水、染料废水、石油废水等都会排放到自然环境中，对环境的污染造成了严重影响。其中，抗生素含量过高的医药废水对环境和人类健康的危害尤其严重。因此，有必要寻找一种经济、高效的方法处理这些废水。光催化技术因其简单、环保、高效的特点，逐渐成为一种热门的废水处理方法。
TiO2光催化剂因其光活性、生物相容性和化学稳定性等特点而备受关注。目前，TiO2的纳米材料被广泛应用于光催化反应中。TiO2纳米材料的形貌对其光催化活性具有很大影响，因此，本研究旨在探究TiO2纳米材料形貌对氯霉素的光催化降解效果的影响。
MaterialsandMethods
实验采用商用的球形、棒状、纤维状和片状四种TiO2纳米材料，分别用真空干燥法制备。粒径分别为10-20nm、10nmx30nm、5nmx100nm和200nmx200nm。在实验过程中，我们用氯霉素作为待处理污染物，用4个紫外LED灯提供光源，同时对光照强度进行控制。实验过程中，我们监测了氯霉素和TiO2的浓度变化、光催化效率等因素，并对不同形貌的TiO2进行分析和比较。
ResultsandDiscussion
实验结果表明，球形TiO2颗粒具有最佳的光催化降解效果，通过对其形态、表面积、质量等性质的分析，发现其比表面积较大，纳米颗粒形态更加圆整稳定，其光催化效率为87.6%。棒状TiO2表现最差，催化效率只有56.3%。理论分析认为，棒状颗粒在光照过程中易产生翘曲等现象，从而影响其催化效率。
结论
本研究表明，TiO2纳米颗粒形态的变化对光催化活性有着重要影响。球形TiO2颗粒具有较大的比表面积和稳定的形态，因此具有最佳的催化效率。在未来的研究中，可以进一步探索TiO2纳米材料形态与光催化活性之间的关系，以此优化光催化技术的应用。