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二氧化钛(TiO2)具有光催化活性高、低毒及稳定等特点,在光催化领域应用广泛。二氧化钛纳米管(TNTs)比TiO2有更大的比表面积、更强的吸附能力和更高的光催化活性,成为近年来纳米材料合成与催化应用领域的研究热点之一。本文采用碳量子点对TiO2纳米管进行改性,制备出可在可见光下响应的复合光催化材料,并将其应用于的典型PPCPs的光催化降解,同时,考虑其进入水环境后的生物毒性。研究结果为二氧化钛纳米管负载碳量子点(TNTs/CDs)的推广应用提供了理论基础。研究结果如下:(1)通过水热法制备出具有较大比表面积的二氧化钛纳米管(TNTs),利用共热聚合法将溶剂法制备出的CDs负载到TNTs上得到TNTs/CDs复合材料。通过高透射电镜(HRTEM)表征,TNTs/CDs其管径约为9.5nm,管壁约3.5nm,管长约150nm,且CDs均匀的负载在TNTs表面。利用N2静态吸附方法发现TNTs/CDs的比表面积为174.108m2/g,X射线衍射发现其晶型结构没有发生明显变化,紫外漫反射(UV-vis/DRS)显示出CDs的引入使TNTs吸收波长从385nm拓展至431nm,同时,利用荧光分光光度计(PL)证明了电子-空穴的复合率降低。采用TNTs/CDs光催化降解罗丹明B对TNTs/CDs活性进行表征,发现CDs与TNTs的质量比为5%时对罗丹明B降解效果最好。罗丹明B降解符合准一级动力学,其降解速率为0.0479 min-1,是TNTs的14倍。(2)利用所制备的复合材料TNTs/CDs光催化降解萘普生(NPX)并对其机制进行研究。结果表明,NPX在TNTs/CDs光催化降解下符合准一级动力学;TNTs/CDs降解NPX的速率为0.0198min-1,是NPX单独光解的33倍;NPX在pH=4的条件下降解速率最快;通过电子自旋共振(ESR)和猝灭实验发现O2.-和1O2为光催化过程中的主要活性物质;根据降解产物推测出NPX降解路径,NPX的降解主要包括脱羧反应和羟基化途径。(3)选取斜生栅藻(S.obliquus)、大型蚤(Daphnia magna)和斑马鱼(Zebrafish)水生生态系统三种营养级别的生物对复合材料TNTs/CDs进行急性毒性测试。结果表明,其对斜生栅藻生长有一定影响性,48h、72h和96h的EC50分别为96.37mg/L、65.91mg/L和64.55mg/L;其对大型蚤生长也有一定抑制作用,在暴露24h后,低浓度组抑制率高于高浓度组,在暴露72h后,高浓度组抑制率高于低浓度组。TNTs/CDs对斑马鱼生长无明显影响,在暴露96h内,对斑马鱼存在一定的氧化应激现象。