【摘 要】
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α-Fe2O3禁带宽度窄、天然丰度高、价格低廉、安全无毒、兼具光催化半导体和芬顿催化剂两方面优势。但是,在光芬顿反应过程中存在电子（e-）和空穴（h+）分离和转移速度慢且易复合、有效p H范围窄、反应速度慢等缺点,限制工业领域应用。形貌调控和构建异质结是对催化剂改性的有效手段,采用金属有机骨架（MOFs）衍生策略,以Ui O-66（Zr）-NH2为模板,通过异质外延生长方法合成MIL-88B-on
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α-Fe2O3禁带宽度窄、天然丰度高、价格低廉、安全无毒、兼具光催化半导体和芬顿催化剂两方面优势。但是,在光芬顿反应过程中存在电子（e-）和空穴（h+）分离和转移速度慢且易复合、有效p H范围窄、反应速度慢等缺点,限制工业领域应用。形貌调控和构建异质结是对催化剂改性的有效手段,采用金属有机骨架（MOFs）衍生策略,以Ui O-66（Zr）-NH2为模板,通过异质外延生长方法合成MIL-88B-on-Ui O-66-NH2,结合高温焙烧,设计并开发具有特殊相貌的Fe2O3/ZrO2复合材料。通过对其结构、形貌、成分、光学性能、光电化学性能进行表征发现,八足状Fe2O3/ZrO2复合材料成功合成,其中,六边形棒锥状的Fe2O3在八面体状的ZrO2的各个面精确排列,Fe2O3/ZrO2复合材料保留MIL-88B-on-Ui O-66-NH2的部分孔道结构,有效增加催化剂的比表面积,暴露更多的活性位点,有效提高对紫外可将光的吸收能力。Fe2O3和ZrO2之间含有大量的异质界面,有助于加快光生e-和h+的分离和转移到达催化剂表面参与反应,减少复合。ZrO2中的e-通过Zr-O-Fe键向Fe2O3转移,加速铁循环,产生大量高活性的自由基,促进有机污染物的分解。ZrO2的引入提高催化剂的稳定性,减少铁离子的浸出,有效扩大反应的p H范围,减少“铁污泥”的产生。八足状Fe2O3/ZrO2复合材料具有优异的光芬顿催化性能和循环稳定性。在光芬顿体系中,Fe/Zr摩尔比为33.33的Fe2O3/ZrO2(0.1 g·L-1),在UV-vis/H2O2体系下,降解盐酸四环素（TC·HCl）(100 m L,20 mg·L-1,初始p H=3.5),反应25min,TC·HCl的降解率为95%,降解效果明显强于ZrO2（65%）和Fe2O3（82%）,其反应速率常数(kapp)分别是ZrO2的4倍,是Fe2O3的2倍,循环使用3次,TC·HCl的降解率接近93%。Fe2O3/ZrO2在光芬顿体系下对TC·HCl的降解明显优于在光催化体系（41%）和芬顿体系（62%）,kapp是在光催化体系的18倍,芬顿体系的4倍。通过控制变量设计条件实验,探究Fe2O3/ZrO2复合材料中Fe/Zr摩尔比、TC·HCl的浓度、Fe2O3/ZrO2的剂量、H2O2的添加量、温度、初始p H、水中常见阴离子的种类和浓度、Fe2O3/ZrO2的稳定性等对光芬顿反应的影响。通过自由基捕获实验、电子自旋共振技术（ESR）确定该反应体系中发挥作用的自由基物种,借助高效液相质谱（HPLC-MS）监测中间产物,并对降解路径和机理进行研究。
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