【摘 要】
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近年来,全球经济快速发展的同时,能源短缺、环境污染等问题愈发严重。因此,急需寻找一种节能、环保且高效的水污染治理方法。半导体光催化技术由于能够利用太阳能将水中的污染物分解成为二氧化碳和水而备受青睐。钛酸镧因其独特的晶体结构在光催化领域有着广阔的研究前景。但是,钛酸镧无法响应可见光、光生电子-空穴复合率较高,它在实际应用方面仍有限制。本课题以钛酸镧为基底材料,通过构建异质结的方式对含有环丙沙星（CI
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近年来,全球经济快速发展的同时,能源短缺、环境污染等问题愈发严重。因此,急需寻找一种节能、环保且高效的水污染治理方法。半导体光催化技术由于能够利用太阳能将水中的污染物分解成为二氧化碳和水而备受青睐。钛酸镧因其独特的晶体结构在光催化领域有着广阔的研究前景。但是,钛酸镧无法响应可见光、光生电子-空穴复合率较高,它在实际应用方面仍有限制。本课题以钛酸镧为基底材料,通过构建异质结的方式对含有环丙沙星（CIP）的污水进行降解,并讨论了环丙沙星降解的路径。此外,还横向比较了各体系降解环丙沙星污水的能力。主要研究内容如下:（1）通过水热法成功制备了La2Ti2O7/BiVO4（LBV）异质结光催化剂。样品的表征分析、光催化活性研究等均证明复合材料具有更好的光催化活性。异质结的构建有利于光生电子和空穴分离,从而提高材料的光催化性能。其中,LBV-2复合光催化剂的活性最好,它在可见光下降解CIP的效率(反应速率常数为0.01893 min-1)分别为La2Ti2O7和BiVO4的44.0和8.0倍。最后,基于各实验结果提出了光催化活性增强的机理和CIP的降解路径。（2）采用原位生长法构建了La2Ti2O7/Bi2Mo O6（LBM）异质结。可见光下降解CIP的实验表明,LBM-2复合光催化剂的活性为92%,表现出比纯LTO（5%）和BMO（50%）更好的稳定性和光催化活性,其反应速率常数(0.02325 min-1)分别为La2Ti2O7和Bi2Mo O6的68.4倍和3.6倍。由此可见,复合光催化剂中异质结的成功构建有利于提高材料的光催化活性。最后根据能带理论、LC-MS等结果提出了光催化活性增强的机理并探究了CIP的降解路径。（3）采用原位生长法合成了La2Ti2O7/Bi5O7I（LB）复合光催化剂。通过一系列表征方法研究了光催化剂的微观结构、光学性质和能带结构等。通过在可见光下降解CIP来研究混合比对光催化活性的影响。结果表明,复合光催化剂的活性更好。其中,LB-2复合光催化剂表现出最佳的光催化效率(反应速率常数为0.09403 min-1),分别是La2Ti2O7和Bi5O7I的57.7倍和12.3倍。复合光催化剂的活性增强主要是由于La2Ti2O7和Bi5O7I之间形成了异质结。最后,根据数据分析和能带理论,提出了La2Ti2O7/Bi5O7I复合光催化剂可能的电荷转移机理。基于LC-MS检测的中间体,还提出了CIP的降解机理。
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