【摘 要】
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光催化技术在处理有机废水方面具有广阔的发展前景,其能够将太阳能转化为化学能,持续、高效地降解有机物。光催化的关键在于构建高活性且稳定的光催化剂,半导体是光催化剂的核心成分,在众多半导体材料中,Bi2O3表现出突出的可见光吸收性能,被广泛应用于光催化降解有机物,但因其激发产生的光生电子-空穴对复合速度快,导致量子效率低,严重制约了Bi2O3光催化剂技术的进一步发展。非均相光芬顿技术是另外一种被广泛应
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光催化技术在处理有机废水方面具有广阔的发展前景,其能够将太阳能转化为化学能,持续、高效地降解有机物。光催化的关键在于构建高活性且稳定的光催化剂,半导体是光催化剂的核心成分,在众多半导体材料中,Bi2O3表现出突出的可见光吸收性能,被广泛应用于光催化降解有机物,但因其激发产生的光生电子-空穴对复合速度快,导致量子效率低,严重制约了Bi2O3光催化剂技术的进一步发展。非均相光芬顿技术是另外一种被广泛应用于降解有机物的水处理手段,其特点是能持续、高效地产生强氧化性·OH,但芬顿试剂在反复价态变化过程中容易流失,电子的分离和迁移效率低,制约了其进一步的实际应用。传统光芬顿技术在反应过程需要持续外加H2O2,本论文将Bi2O3的光催化过程和改性氮化碳C3N4por光催化自产H2O2过程结合,在复合光催化剂中设计了一个无需外加H2O2的自驱动光芬顿体系,并进一步进行界面修饰改性处理来提高整个体系的光催化活性。论文具体研究内容如下:（1）以Bi（NO3）3?5H2O为原料水热制备了粒径约为2μm的Bi2O3微球,再复合不同卟啉负载量的C3N4por制备复合光催化剂Bi2O3/C3N4por,探究不同卟啉负载量对C3N4por产H2O2能力的影响和最终对复合光催化剂活性的影响。实验结果表明,卟啉负载量为0.1 wt%的C3N4por样品产H2O2能力最强,也导致最终Bi2O3/C3N4por0.1的样品的光催化活性最高,在可见光照射1 h对甲基橙的降解率达到87.6%,并采用ESR对比表征了不同样品中·OH的量,从而确定成功构建了自驱动光芬顿体系。（2）通过浸渍法将Fe（Ⅲ）簇嫁接到Bi2O3微球表面用于引发界面电荷转移（IFCT）效应,减小Bi2O3的禁带宽度,增强其吸光能力,然后复合C3N4por制备Bi2O3/Fe/C3N4por复合光催化剂,实验结果表明,嫁接的Fe（Ⅲ）簇不仅能引发IFCT效应,还能定向引导Bi2O3光生电子转移到Fe（Ⅲ）簇上,形成电子传递过程,与C3N4por光催化生成的H2O2形成芬顿反应,另一方面还能够降低Bi2O3光生电子-空穴对的复合,提高整体量子效率,使Bi2O3/Fe/C3N4por表现出了优异的光催化活性。并采用ESR表征不用样品中的空穴量来确认Fe（Ⅲ）簇成功引发了IFCT效应,并促进实现自驱动光芬顿过程和提高催化效率。
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