各種工業排放的廢水中有機污染物的含量逐年遞增，並造成嚴重的全球性環境問題。這些污染物包括一系列範圍廣泛的持久性的有機化化合物，如藥品和內分泌干擾物。現在我們面臨的挑戰是如何把這些有機污染物在污水排放之前就去除掉它們。就這方面來說，光催化是一個有前途的廢水處理技術，因為它相對於傳統的或者其他高級處理方法具有許多優點。一方面，傳統的物理技術（活性炭法，超濾法，反滲透法，化學劑凝固吸附法，合成吸附樹脂離子交換法等）已用於去除這些污染物，但這些方法只是成功的把有機污染物從水相轉移到其他相，從而造成二次污染。微生物或酶分解，生物降解，臭氧和高級氧化法，如Fenton氧化法(Fe²⁺)，光助Fenton法(Fe²⁺+H₂O₂+UV)和H₂O₂/UV法也被廣泛應用於去除廢水的有機污染物，但這些方法不是效率低下就是太昂貴。另一方面，光催化是節能型的，並能夠把污水中的有機污染物完全的氧化成水和二氧化碳。金屬氧化物半導體納米粒子已廣泛用作高活性的光催化劑，如ZnO、TiO₂、CdS、Fe₂O₃和HNbO₃。然而，這些半導體由於具有較大的帶隙，只能被紫外光激活。為了更好地利用陽光

　

　

　

和室內照明，發展可以被可見光激活的催化劑是大家共同的願望。在這個項目中，我們已經製備了一系列K₂Nb₄O₁₁及相關鈮氧化物的高效的可被可見光激活的光催化劑。這些半導體摻雜各種金屬和非金屬。摻雜金屬可以提高光催化效率，同時摻雜非金屬可以轉移光催化劑的光吸收至可見光區域。目前我們已經成功地製備了一系列摻雜的鈮氧化物，這些鈮氧化物對可見光下（λ>400nm）降解有機污染物，如橙黃G（一種有機染料）和雙酚A（內分泌干擾物）具有很高的光催化活性。例如，N摻雜的K₂Nb₄O₁₁的光催化活性比未摻雜的K₂Nb₄O₁₁和二氧化鈦P25的活性高得多，表明氮摻雜對光催化活性具有促進作用。摻雜的K₂Nb₄O₁的另一個優點是，他們很容易沉澱並且可以很容易地回收和重複利用而不會降低活性。相對而言，二氧化鈦分散性好，即使使用離心方法也很難把它從水溶液中分離出來，因此它很難被重複利用，而且容易造成二次污染。本項目的主要目標是開發一個可以用於環境整治的新穎實用的納米技術。

劉大鑄教授
香港城市大學
生物及化學系
bhtclau@cityu.edu.hk