【摘 要】
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光催化是一种绿色环保且经济节能的技术,主要应用于环境保护和能源开发方面。在环境保护中,常用于水、大气、土壤环境中污染物的去除;在能源开发中包括光催化产氧、析氢、还原CO2等。针对传统粉体催化剂易流失及不易器件化的问题,应用水热法和简单阴极电位还原策略在钼网上生长了含有氧空位的Bi2Mo O6纳米片,实现了甲苯降解的高矿化率及抑制了高毒性中间体苯的产生。另应用水热方法在钼网上原位生长Mo O2纳米球
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光催化是一种绿色环保且经济节能的技术,主要应用于环境保护和能源开发方面。在环境保护中,常用于水、大气、土壤环境中污染物的去除;在能源开发中包括光催化产氧、析氢、还原CO2等。针对传统粉体催化剂易流失及不易器件化的问题,应用水热法和简单阴极电位还原策略在钼网上生长了含有氧空位的Bi2Mo O6纳米片,实现了甲苯降解的高矿化率及抑制了高毒性中间体苯的产生。另应用水热方法在钼网上原位生长Mo O2纳米球,并首次运用于光催化还原HCHO为CH3OH,具体研究内容如下:（1）消除室内空气中挥发性有机化合物（VOCs）的污染,降低其对健康的危害,是我们日常生活关注的主要问题之一。通过电化学还原生长在Mo网上的Bi2Mo O6纳米片,在Bi2Mo O6晶格内产生氧空位（OVs）,高效降解甲苯,并能抑制高毒性中间体苯的产生。氧空位有助于减小Bi2Mo O6的带隙,促进光生电荷的分离。特别是,由于氧空位有助于Bi2Mo O6的局部电子离域化,增强了催化界面对目标甲苯气态分子及非稳态不饱和苯环·C6H5的吸附。Bi2Mo O6上的活性氧与光生电子结合生成超氧自由基（·O2-）,在180 min内实现了甲苯的完全去除（100%）和高矿化率（92.5%）,能够有效地氧化被吸附的甲苯。由于·C6H5被吸附在Bi2Mo O6活性位点上,更容易与界面上的活性含氧自由基结合生成苯酚,显著降低与H2O的反应几率,抑制苯的生成。理论计算和催化甲苯实验结果表明,含有氧空位的OV-Bi2Mo O6可以加速甲苯的降解,显著提高甲苯的矿化效率。虽然氧空位在光催化过程中容易失活,但得益于钼网的整体性与导电性,应用直流电压直接对Bi2Mo O6/Mo网进行阴极还原,可再生氧空位,恢复OV-Bi2Mo O6的光催化活性。本工作为设计具有高活性和长寿命含缺陷态的光催化剂提供了一种简单可行的方法。（2）以钼网为基底,加入H2O2和HCl,通过简单的一步水热法在钼网上原位合成了一种全固态Mo O2光催化剂,然后将所得Mo O2放置在马弗炉内进行高温煅烧,Mo O2完全转化为纯晶相的Mo O3。独特的三维纳米球形貌及纳米球间的空隙有助于气体分子的通过及扩散。在探究光催化活性时,首次发现了Mo O2在30min内就能将30 ppm的HCHO完全还原为CH3OH,而Mo O3还原HCHO性能则明显降低。同Mo O3相比,Mo O2中Mo4+价带中电子被周边配位的O原子束缚较弱,价带中自由电子密度高,同时Mo O2中低价态的Mo4+和Mo5+具有氧化为Mo6+的趋势,因此Mo O2相比较Mo O3具有显著增强的光催化还原活性。通过测试光热效应、暗吸附、相对湿度（RH）及对应的GC-MS结果等,得到了Mo O2在光催化条件下快速地还原甲醛并将其定向转化为甲醇的机理。首次提出了光催化还原HCHO的应用,是一种绿色环保且高效的技术,为今后研究甲醛定向转换提供了很好的借鉴与启示。
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