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随着我国经济不断地飞速发展,各种染料产量已达90万吨,因其带来的环境污染也日趋严重,于是寻求治理染料污染的光催化降解新技术受到科研工作者们的极度关注。纳米结构的光催化材料由于比表面积较普通材料大,催化活性中心增多,提高了光催化性能,得到了广泛应用。本论文利用高能球磨、氨气气氛中热处理,获得具有良好可见光催化性能的新型Si-N掺杂的Ti02纳米催化剂。同时,由于纳米催化剂在实际应用中,存在易团聚,反应后难回收的问题。一种解决方法是将纳米光催化剂固载于多孔材料内部或者表面,发挥其良好的协同作用,使其具有更好的吸附性能和光催化性能,本文以环境友好型、价格低廉的海泡石为载体,采用了不同方法成功制备出多种海泡石纳米复合光催化剂,并对它们的光催化性能进行了研究。结果表明这些光催化剂对一些染料具有高效的催化降解性能,可以解决染料带来的环境污染问题。本论文的主要研究结果如下:1、以锐钛矿相TiO2为钛源,纳米SiO2为硅源,利用高能球磨法,加以氨气热处理,以简单的固相反应,制得了具有较好高温稳定性、高光催化活性的Si,N共掺的锐钛矿相TiO2。实验表明金红石相TiO2,即使经过Si,N共掺,仍不具有光催化活性。而通过高能球磨法、氨气热处理,对锐钛矿相TiO2进行Si,N掺杂,当锐钛矿相TiO2晶格中Si含量为2%时,制得的产物,在高温下仍保持纯锐钛矿相,且热稳定性好,光催化效果优良。本实验过程简单易行的、可重复性好,方法新颖,适合大规模工业生产。2、采用简单的一步水热法首次合成了海泡石/Cu2O/Cu纳米复合物。通过多种表征手段发现,Cu2O/Cu对刚果红的光催化降解率为54.3%,而海泡石/Cu2O/Cu复合材料光催化降解率达到了 95.1%,不难发现海泡石/Cu20/Cu的催化效能比Cu2O/Cu的好。3、以海泡石、硝酸铜与硫脲为原料,使用溶剂热法成功制备了海泡石/CuS纳米复合材料。初步探讨了海泡石/CuS纳米颗粒可能的形成机理。以氙灯为光源,通过降解亚甲基蓝考察了海泡石/CuS纳米颗粒的光催化活性。实验结果表明,海泡石/CuS纳米颗粒在氙灯光照下具有较高的光催化活性,亚甲基蓝的降解率可达97.35%。4、采用微波辅助回流的方法以海泡石和硝酸铋为原料,在乙二醇溶剂中成功制备了海泡石/Bi203纳米复合材料,并且对其光催化性能进行了研究。实验结果表明海泡石/Bi203纳米复合材料对刚果红的光催化降解率达到了 95.7%。5、以海泡石、硝酸铋与硫脲为原料,首先通过离子交换,然后用溶剂热法成功制备了海泡石/Bi2S3纳米复合材料。初步探讨了海泡石/Bi2S3纳米复合材料的光催化剂机理。以氙灯为光源,通过降解罗丹明B考察了海泡石/Bi2S3纳米复合物的光催化活性。结果表明,海泡石/Bi2S3纳米复合材料在氙灯光照下具有较高的光催化活性,罗丹明B的降解率可达91.6%。通过实验结果对比,发现海泡石/Bi2S3纳米复合材料对罗丹明B的光催化效果比共掺Si,N的锐钛矿相TiO2好,即金属硫化物比氧化物的好;海泡石/Bi2O3纳米复合材料对刚果红的光催化效果比海泡石/Cu2O/Cu的好。根据研究结果发现由于海泡石强大的吸附能力,与光照开始后具有良好的光催化降解性能的纳米Cu2O/Cu、CuS、Bi2O3和Bi2S3产生的协同效应,大大提高了复合物对相应染料的光催化降解能力。与单相酸处理的海泡石相比较,所制备的复合材料对相应染料的光解效果明显提高。另外,还解决了纳米级Cu2O/Cu、CuS、Bi2O3和Bi2S3光催化剂容易团聚与不易回收的问题。因此,这些纳米复合光催化剂在染料污水处理方面可以作为理想的光催化材料。