各种工业排放的废水中有机污染物的含量逐年递增，并造成严重的全球性环境问题。这些污染物包括一系列范围广泛的持久性的有机化化合物，如药品和内分泌干扰物。现在我们面临的挑战是如何把这些有机污染物在污水排放之前就去除掉它们。就这方面来说，光催化是一个有前途的废水处理技术，因为它相对于传统的或者其他高级处理方法具有许多优点。一方面，传统的物理技术（活性炭法，超滤法，反渗透法，化学剂凝固吸附法，合成吸附树脂离子交换法等）已用于去除这些污染物，但这些方法只是成功的把有机污染物从水相转移到其他相，从而造成二次污染。微生物或酶分解，生物降解，臭氧和高级氧化法，如Fenton氧化法(Fe²⁺)，光助Fenton法(Fe²⁺+H₂O₂+UV)和H₂O₂/UV法也被广泛应用于去除废水的有机污染物，但这些方法不是效率低下就是太昂贵。另一方面，光催化是节能型的，并能够把污水中的有机污染物完全的氧化成水和二氧化碳。金属氧化物半导体纳米粒子已广泛用作高活性的光催化剂，如ZnO、TiO₂、CdS、Fe₂O₃和HNbO₃。然而，这些半导体由于具有较大的带隙，只能被紫外光激活。为了更好地利用阳光

　

　

　

和室内照明，发展可以被可见光激活的催化剂是大家共同的愿望。在这个项目中，我们已经制备了一系列K₂Nb₄O₁₁及相关铌氧化物的高效的可被可见光激活的光催化剂。这些半导体掺杂各种金属和非金属。掺杂金属可以提高光催化效率，同时掺杂非金属可以转移光催化剂的光吸收至可见光区域。目前我们已经成功地制备了一系列掺杂的铌氧化物，这些铌氧化物对可见光下（λ>400nm）降解有机污染物，如橙黄G（一种有机染料）和双酚A（内分泌干扰物）具有很高的光催化活性。例如，N掺杂的K₂Nb₄O₁₁的光催化活性比未掺杂的K₂Nb₄O₁₁和二氧化钛P25的活性高得多，表明氮掺杂对光催化活性具有促进作用。掺杂的K₂Nb₄O₁的另一个优点是，他们很容易沉淀并且可以很容易地回收和重复利用而不会降低活性。相对而言，二氧化钛分散性好，即使使用离心方法也很难把它从水溶液中分离出来，因此它很难被重复利用，而且容易造成二次污染。本项目的主要目标是开发一个可以用于环境整治的新颖实用的纳米技术。

刘大铸教授
香港城市大学
生物及化学系
bhtclau@cityu.edu.hk