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作为一种高级氧化技术,半导体光催化在处理难生物降解有毒有机污染物废水方面,具有独特的优越性。而TiO2因为空穴氧化能力强、安全无毒和良好的化学稳定性等优点,而被公认为最理想的光催化剂。但是,较低的量子效率,严重抑制光催化氧化技术在环保领域的大规模实际应用。本论文利用影响半导体光活性因素之间的耦合和协同作用,探索进一步提其光活性的可能性,为进一步研究开发高效新型光催化材料提供实验和理论依据。由一定晶相比例组成的锐钛矿-金红石混晶TiO2,其光活性要强于单一晶型的锐钛矿和金红石型TiO2(混晶效应)。最近,有表面氟离子修饰显著促进p25型TiO2的光催化性能(氟效应)的文献报道。论文第二章较为系统地研究了TiO2的混晶效应与表面氟效应之间的协同作用。发现:(1)氟离子修饰促进锐钛矿型TiO2的光活性,但抑制金红石型TiO2的光活性;(2)对于混晶TiO2,仅当锐钛矿含量大于40%左右时,体系才显示出氟修饰正效应。近来的研究发现,具有空心结构的半导体光催化材料,其活性要高于相应的纳米颗粒(空心结构效应)。论文第三章主要考察了空心结构效应和氟效应之间的耦合。我们发现,(1)相对于纳米颗粒催化剂,具有空心结构的TiO2和ZnO因它们对有机污染物更强的吸附性能,而表现出更高的光催化活性;(2)表面氟修饰进一步提高了TiO2空心球的催化效率,但ZnO空心微球则没有表现出氟效应。Bi2WO6作为一种具有代表性的非TiO2光催化材料,同样存在着量子效率低的问题。论文第四章研究了Bi2WO6与TiO2之间的异质结效应与氟效应的耦合,以促进载流子分离提高光活性。通过表面涂渍的方式,制备了菜花状复合半导体光催化材料Bi2WO6/TiO2。光活性测试实验结果显示:(1)随着Bi2WO6表面TiO2涂渍量的增加,Bi2WO6的光活性呈先增加后减少的趋势;(2)TiO2的最佳涂渍量为20wt%(在此条件下,Bi2WO6的光活性增加10.5倍);(3)氟修饰抑制Bi2WO6/TiO2的光活性,这可能与Bi2WO6较短的载流子寿命或较弱的空穴氧化能力有关。