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金属酞菁类化合物对可见光有较强的吸收,可以利用太阳光降解有机污染物,因此被认为是非常有前景的有机半导体光催化材料。随着纳米技术的不断发展,金属酞菁纳米材料受到研究学者的广泛关注。然而,目前金属酞菁纳米材料在实际应用中仍然面临几点问题:首先,金属酞菁粉体在溶液中进行光催化反应时易团聚,大大降低了其有效的利用面积;其次,在光催化反应结束后,由于其尺寸较小不容易从反应溶液中分离回收,因此容易造成二次污染;此外,金属酞菁与众多窄带隙半导体一样,都面临光生电子空穴复合几率较大和光催化性能较差等问题。针对上述问题,本文以金属酞菁光催化剂为研究对象,通过溶剂热方法和静电纺丝技术,利用柔性自支撑的纳米纤维作为载体,制备了高光催化活性和循环使用性的金属酞菁复合纳米纤维光催化材料。具体研究内容如下:1.以PAN纳米纤维为模板,通过溶剂热法制备了CuTNPc/PAN复合纳米纤维光催化剂。通过改变溶剂热反应中反应物的浓度,可以调控PAN纳米纤维表面CuTNPc的负载量。在模拟太阳光条件下,CuTNPc/PAN复合纳米纤维可光催化降解MO、MB和RB等有机染料,且CuTNPc/PAN复合纳米纤维的光催化性能优于CuTNPc粉体。这说明将CuTNPc粉体负载到PAN纳米纤维载体上,可解决CuTNPc粉体光催化剂易团聚的难题,同时,由于PAN纳米纤维具有纳米直径和超长结构,可增大光催化剂与降解底物的有效接触面积,进而提高光催化剂性能。此外,由于PAN纳米纤维具有宏观体材料的特征,CuTNPc/PAN复合纳米纤维光催化剂无需从催化体系中分离,便可循环使用。2.为了解决金属酞菁光生电子空穴容易复合的问题,以CuTNPc/PAN复合纳米纤维为模板,利用溶剂热方法制备了BiOCl/CuTNPc/PAN异质结复合纳米纤维光催化剂;通过改变条件,实现对BiOCl/CuTNPc/PAN异质结复合纳米纤维形貌和光催化活性的调控。研究结果表明:BiOCl/CuTNPc异质结有效地促进了光生电子空穴的分离,相比于BiOCl/CuTNPc、CuTNPc/PAN和机械混合的样品而言,本文构建的BiOCl/CuTNPc/PAN异质结复合纳米纤维具有更优异的光催化活性。通过对捕获实验结果的分析,详细地讨论了该材料体系光催化降解RB的可能机理。在实际应用中,PAN纳米纤维柔性自支撑的特性,使得BiOCl/CuTNPc/PAN异质结复合纳米纤维光催化剂可以悬浮在罗丹明B液相体系中。光催化剂与染料和太阳光的充分接触,增加了有效光吸收和反应接触面积,其纤维膜状结构便于催化剂的回收和再利用,这些特征使得该类催化剂在水处理方面具有广阔的应用前景。