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水环境与人类的生活息息相关,随着工业的发展,大量有机污染物侵入水体,严重破坏生态系统,给人类健康带来威胁。如何高效降解水中有机污染物,减少其对环境和人类的危害,已成为目前亟待研究的课题。光催化技术以其安全无毒、反应条件温和、可彻底矿化有机污染物等优点成为水环境治理关键技术之一,其建立在开发高效稳定的半导体光催化材料,兼具高的太阳能利用率和光量子产率的基础之上。本文通过构建异质结型Ti-Bi(Ag)金属氧化物光催化剂,拓宽光响应范围和降低光生载流子的复合率,并将其应用在染料和抗生素的降解,同时结合光催化性能评价和各种表征结果,揭示构-效关系,提出相应的光催化增强机理。主要研究内容如下:1、结合静电纺丝技术与沉淀法,制备Ti02中空纳米纤维(ELTi02)修饰的Ag/AgCl(Ag/AgCI-ELTiO2),并与 Ag/AgCl 和 Ag/AgCI-SGTiO2(SGTi02代表溶胶凝胶法制备的Ti02)进行光催化性能对比。Ag/AgCI-ELTiO2在可见光下光催化降解甲基橙溶液的效率分别是Ag/AgCl和Ag/AgCI-SGTi02的2.89倍和1.59倍。Ag/AgCI-ELTi02优异的光催化性能主要归因于,ELTi02促使Ag/AgCl暴露出更多高表面能的AgCl {111}晶面,该晶面有利于光生载流子的分离和提供更多的活性位点。循环测试结果表明,负载ELTi02可以提高Ag/AgCl的稳定性。2、采用静电纺丝技术制备Ti02中空纳米纤维,并通过沉淀法将截边立方体结构的Ag2O负载在Ti02上,构筑Ag20/TiO2异质结光催化剂。结果表明,当Ag2O和Ti02的摩尔比为4:10时,对应Ag2O/Ti02的光催化性能表现为,甲基橙在可见光下照射6 min已降解93%。我们认为提高光催化活性的原因来自于,光反应过程中Ag20发生原位光还原,生成的Ag单质具有表面等离子体共振(SPR)效应,促进了光生电子-空穴对的分离。3、采用水热法制备BiOCl/Bi/P25光催化剂,在可见光下以甲基橙溶液为目标污染物进行光催化性能测试。光催化降解实验结果表明,BiOCl/Bi/P25的光催化效率分别是Bi/BiOCI和P25的23.9倍和53.6倍。改善的光催化活性是由于金属Bi的SPR效应使催化剂具有了可见光吸收,同时BiOCI/P25异质结进一步促进了光生电子-空穴对的有效分离。捕获剂实验证实,BiOCl/Bi/P25的主要活性物种是空穴。此外,空穴可以跟cl-反应生成Cl·,Cl·参与光降解甲基橙被还原成cl-,形成循环进而提高光催化活性。4、采用静电纺丝技术首先合成PVP/BiC13/Ti(OiPr)4复合纳米纤维,考察煅烧温度对复合氧化物光催化活性的影响。结果表明,500℃煅烧制得的BiOCl/Bi2Ti2O7纳米棒在模拟太阳光下对盐酸四环素具有最高的光催化降解性能和优异的光稳定性。一方面,窄禁带的Bi2Ti2O7提高了太阳能的利用率,另一方面BiOCI与Bi2Ti2O7形成的异质结有利于光生电子-空穴对的分离。此外,基于捕获剂实验和液相色谱-高分辨质谱等测试结果,提出了盐酸四环素可能的降解途径及光催化反应机理。