一、引言

印染、制藥等行業廢水中含有大量難降解有機污染物，傳統處理方法難以徹底去除。生物炭負載納米TiO?復合材料因其高比表面積、強吸附能力及優異光催化活性，成為近年來高級氧化領域的研究熱點。

二、材料制備與表征

生物炭來源于農業廢棄物（如秸稈、果殼），通過溶膠-凝膠法、浸漬法等方式負載納米TiO?，常見制備步驟包括：

生物質熱解制備生物炭；

表面活化與官能團修飾；

TiO?前驅體浸漬與煅燒；

材料結構與形貌表征（SEM、XRD、FTIR等）。

三、光催化機理與影響因素

該材料通過以下機制實現污染物降解：

光激發生成電子-空穴對；

表面吸附與界面轉移增強反應速率；

自由基鏈式反應促進礦化；

協同吸附-催化雙重作用提升去除效率。

主要影響因素包括：

光照強度與波長；

催化劑投加量；

pH值；

初始污染物濃度；

共存離子干擾。

四、應用實例分析

某印染企業采用玉米芯生物炭負載TiO?材料處理酸性紅G廢水，在紫外光照射下COD去除率達92%，TOC去除率為88%，材料可重復使用8次以上，再生后仍保持較高活性。

五、經濟性評估與工業化前景

該類材料成本低廉、環境友好，適用于：

印染廢水深度處理；

醫藥中間體廢水預處理；

中小型污水處理站。

未來可通過規模化制備工藝開發提升其市場競爭力。

六、未來發展方向

開發可見光響應型改性TiO?材料；

探索固定床光催化反應器用于連續運行；

結合AI模型預測最佳運行條件；

推動該材料在市政污水處理中的應用；

構建吸附-催化一體化多功能材料體系。