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https://www.jaea.go.jp/02/press2025/p25111001/
https://doi.org/10.1021/jacs.5c10564
本文3235字，阅读约需10分钟
摘 要：研究小组将用作光催化剂的氧化钨微粒固定在像海绵一样能吸水并保持形状的多孔凝胶中，开发出一种“光催化凝胶”，在高盐分环境中同时实现了抑制光催化微粒的团聚，以及保持光催化剂与有机物之间的接触，从而提高分解效率。
关键词：光催化剂、高盐分水体、多孔凝胶、团聚抑制、水处理
要点
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工厂等排放的废水中含有难以分解的有机物“顽固污垢”，必须去除这些物质才能保证水质。高盐分（盐类）水中有机物的存在是导致工业废水处理和海水淡化过程中试剂消耗量高、处理成本高的原因之一。利用光能帮助分解物质的光催化技术是一种环境友好型方法，但现有的材料存在在高盐分环境中效果不佳的问题。
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研究小组将用作光催化剂的氧化钨微粒固定在像海绵一样能吸水并保持形状的物质（多孔凝胶）中，开发出一种“光催化凝胶”。由于这些颗粒分散并保持在半透明凝胶中，因此能够保持易于与污垢发生反应的状态。研究小组证实，即使在高盐分环境中，这种凝胶也能够分解污垢，并且其分解效率比传统材料高出4～13倍。
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未来，研究小组将致力于提升光催化材料的性能，使其能够在高盐分水环境中发挥作用，并开发一种在各种溶液条件下都能稳定使用的材料。目标建立一种不需要使用特殊试剂的水净化方法，并将其发展成为一种可持续的水处理技术。
在工业废水、污水、海水等水处理的现场，为了去除大量的盐分，通常使用膜处理技术。在这种情况下，当水中含有有机物时，就会堵塞膜，因此需要事先去除有机物。然而，当尝试从高盐分处理水中去除不需要的有机物时，使用臭氧处理或氧化剂等方法的分解效率较低，仍然存在水处理所需的试剂消耗量增加和水处理成本升高等问题。
光催化剂是一种能够通过照射光强力分解周围化合物的材料。利用光催化剂的水处理，作为一种利用光将有机物分解为水和二氧化碳等的环境友好型技术而备受关注。然而，在盐分或共存离子较多的水环境中，光催化剂与有机物之间的反应会受到盐分和离子的阻碍，导致性能非常低。因此，尤其是在海水或含有大量工业废水等盐分的条件下，光催化剂的应用非常困难。此外，粉末状光催化剂本身难以使用，若将其固定使用，光催化剂颗粒与污垢接触的概率会降低，从而导致分解效率大幅下降。