摘要：随着我国经济社会的发展，环境污染问题越来越严重，环境治理逐渐引起社会各界的关注。催化剂处理可提高处理废弃、废渣、废气的效率，被广泛应用到三废处理中。
关键词：三废处理与综合利用;环境保护;催化材料;污染处理
引言
“工业三废”是指工业生产所排出的“废气、废水及废渣（固体废物）”。若“工业三废”未能满足排放标准而排放到环境中，则会对环境造成污染，并且有些污染物会发生物理和化学变化生成二次污染物。污染物可通过呼吸道、消化道或皮肤等途径，进入人的体内，对人的身体健康造成危害，有的还有蓄积作用，对人的健康造成严重影响。
1光催化纳米材料在三废处理方面的应用
光催化纳米材料可用于各类废水处理、大气污染治理、固体废物处理等方面。传统的水处理方法如混凝法、吸附法、活性污泥法，对低浓度可溶性有毒、有害物质及难降解物质处理效率低、成本高，有时甚至无法处理，使用纳米材料的光催化法，可将难降解的碳氢化合物、酸和含氮有机污染物转化为CO2和H2O等无污染的小分子物质；SO2、CO、NOX是造成大气污染的主要物质，光催化剂与这些气体结合，可有效降低浓度；另外光催化剂还可用于处理固体废物，用纳米TiO2，可快速降解固体废物。
1.1化工废水的处理
光催化纳米材料可以氧化化工废水中的有机污染物，如酚、胺、醇、醛和酯，以及苯系物、硝基苯、氯仿、环己烷等。除了硝基苯和四氯化碳降解缓慢以外、其他物质都能快速降解。英国环境公司报告了一种室温催化技术，该技术利用太阳光和纳米TiO2分解废水中的多氯联苯，从而逐步改善水环境。研究表明，纳米TiO2在阳光作用下，可以把酚类等有机污染物降解为水和二氧化碳。
1.2染料废水的处理
染料是一种有机污染物，具有成分复杂和色度高的特点。染料厂的生产过程中产生大量的废水和其他污染物，严重污染环境，对人体健康造成危害。研究表明，采用纳米TiO2光催化降解技术处理羊毛纺染厂废水，可以完全矿化有机物，不存在二次污染。该方法具有节省投资，高效节能的特点。
1.3无机废水的处理
在纳米粒子的作用下无机污染物的毒性将会降低。以重金属为例，重金属对环境和人体的危害极大，它可通过土壤、地下水等途径进入人体内，对人体造成严重影响，而纳米TiO2能将汞、银等重金属离子吸附于表面，并将其还原为细小的金属晶体，并沉积在催化剂表面，这样既可以消除废水的毒性，又可以回收废水中的重金属。
1.4自来水的净化处理
自来水中一般含有杂质和其他有害物质，如细菌。它们不但会影响水质，还威胁饮用水安全，影响人的身体健康。传统的水净化技术不能将水中的杂质和细菌有效去除，而纳米TiO2可轻松解决这一问题。研究表明，纳米TiO2不仅可降解有机污染物和无机污染物，还具有杀菌的功效，在玻璃纤维上固定一层纳米TiO2，可去除水中的有机物，去除率高达60％。同时，细菌总数也明显降低，从而提高了饮用水水质，保障了居民用水安全。
1.5大气污染治理
大气污染物的主要成分是SO2、CO、NOX等，光催化纳米材料能有效的降低这些有害气体的浓度。在紫外光照射下，纳米TiO2可将SO2、CO、NOX、甲硫醇、硫化物去除；纳米TiO2对室内装修产生的主要污染物甲醛也具有高效降解作用。
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1.6固体废弃物的处理
光催化纳米材料技术可用于处理固体废物，其优越性主要体现在：首先，用光催化纳米材料处理降解固体废物的速度快；其次，利用纳米技术可将塑料制品、废电路板制成超细粉末，除去杂质，将其作为再生材料利用。研究表明，纳米TiO2材料可快速降解生活垃圾，这在很大程度上缓解了生活垃圾给环境带来的巨大压力，也可减轻传统的生活垃圾填埋所带来的二次污染。因此，在固体废物处理方面，纳米TiO2材料具有明显的优势和良好的应用前景。
2稀土催化材料在三废处理方面的应用
我国是稀土资源大国，由于制备成本高和工艺复杂的缺点，传统的贵金属催化材料的使用受到限制。稀土催化材料具有高效，方便，低成本，无污染的优点。制备过程相对成熟，性能优异。此外，中国的稀土催化材料资源丰富，可开发利用，在环境保护方面已得到很好的发展。
2.1稀土催化剂在汽车尾气净化中的应用
汽车尾气的主要成分是CO2、SO2、CO、NOX和HC，对人体危害大。高效汽车尾气净化催化剂是实现车外净化、解决这一问题的关键。研究表明稀土钙钛矿型汽车尾气净化剂主要由载体、助剂及稀土钙钛矿型复合氧化物组成，其中稀土钙钛矿型复合氧化物（以下简称ABO3）是起重要作用的催化剂，ABO3对CO和HC的氧化反应，NOX的还原反应都有一定的催化活性，即可以作为汽车尾气净化的三效催化剂来使用。
2.2稀土催化剂在工业废气净化中的应用
工业废气中主要污染物SO2、NOX，主要来源于火力发电，钢铁,燃煤锅炉、水泥等生产中产生的废气以及汽车尾气；VOCS主要来源于化工、医药、油漆生产、涂装行业，这些污染物的排放严重的影响了生态环境和人群健康。研究表明稀土氧化物可用于烟气中同时脱除SO2、NOX的工艺，实现脱硫脱氮一体化。
2.3稀土催化剂在工业废水处理中的应用
工业废水中污染物成分复杂、差异大，不同行业间的工业废水，其性质和成分存在巨大差异。根据废水中主要有害物质，工业废水可分为冶金废水、电镀废水、造纸废水、染料废水等。新型的高活性、高选择性以及稳定性较好的稀土催化剂，主要应用在染料、助剂、化工等高浓度有机废水处理。
2.4稀土催化剂在催化燃烧中的应用
目前，我国主要使用的能源是煤炭、石油、天然气。燃料在燃烧过程中产生了大量的有害污染物，严重破坏了生态环境和影响了人类的健康。因此研究和开发高效、节能、环保的的技术（催化燃烧）对资源的优化利用以及社会的可持续发展和环境保护，具有重要的作用。催化燃烧是指在催化剂的作用下，使空气与燃料在催化剂表面进行非均相的完全氧化反应，它是一个环境有好的过程，既提高了燃烧效率，又降低了污染。加入稀土复合氧化物可以提高催化剂的活性、延长使用寿命以及增强稳定性。
结论
催化材料具有高光催化活性和抗光腐蚀性。它们价格便宜，易于获得，耐酸碱，光稳定，毒性低。它们已成为一种新的污染治理方法，具有良好的应用前景。利用该技术进行废水处理，可以改变传统工业废水和城市污水处理方法的缺点，如投资大，能耗高，加工成本高。它将在未来几年迅速发展并应用于环境保护和治理。
参考文献
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[5]赵卓，彭鹏，傅平丰.稀土催化材料在环境保护中的应用.
论文作者:刘洁1,刁峡2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
标签：污染物论文; 稀土论文; 催化剂论文; 废水论文; 纳米论文; 废水处理论文; 环境保护论文; 《基层建设》2019年第2期论文;