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随着印刷、纺织、化工等行业的崛起与迅速发展,染料造成的水体污染已经成为环境污染的重要来源之一,大部分合成染料具有大分子量、有毒、抗氧化、抗生物降解等特点,很难用一般的水处理工艺如过滤、好氧生物处理法等去除,或者用现代水处理技术如膜分离法的成本高。利用太阳光产生光生载流子并通过光生电子空穴对的有效分离来光催化降解染料的光催化技术对于解决水体污染问题,促进环境可持续发展具有重要意义,其优点在于产物为二氧化碳(CO2)和水(H2O),对环境不会造成二次污染。2014年,本课题组用简易的水热法制备出Na0.9Mg0.45Ti3.55O8,该纳米片在紫外光区对MB染料具有很高的光催化降解效果。本课题采用水热法或者化学水浴法制备基于n型半导体Na0.9Mg0.45Ti3.55O8的纳米半导体复合光催化剂材料,研究该复合光催化剂的微观结构、形貌、化学组成、光学性质及其光催化性能。主要结论如下:(1)采用纯相的Na0.9Mg0.45Ti3.55O8纳米片与其他具有优良特性的半导体复合,构成纳米光催化复合材料,该材料的微观组成、形貌、比表面积及光催化性能也有相应的变化。水热法制备过渡族金属氧化物Fe304和Fe3O4 负载的 0.05 wt%～10.00 wt%Fe3O4/Na0.9Mg0.45Ti3.55O8 纳米复合样品,当Fe3O4负载量为0.lOwt%的磁性复合样品光照30min时,被修饰的磁性复合样品对亚甲基蓝(MB)光降解率约90%。Fe3O4均一地负载在NMTO纳米片表面,随着Fe3O4质量比增大,样品的比表面积逐渐增大,光催化性能逐渐减弱,但样品的磁性逐渐增强,有利于样品的分离回收。(2)水热法制备出纯相CuO纳米薄片及1.00 wt%～8.00 wt%CuO/Na0.9Mg0.45Ti3.55O8复合纳米光催化剂,XRD和SEM显示CuO确实负载在NMTO纳米片上。当负载2.0wt%CuO时,复合样品对MB染料的光催化降解效率最高为95%且高于纯相Na0.9Mg0.45Ti3.55O8 25 min内的光降解率。(3)水浴法制备出纯相Cu2O纳米颗粒及0.50 wt%～8.00 wt%Cu2O/Na0.9 Mg0.45Ti3.55O8复合纳米光催化剂,XRD看出当负载量为4.00 wt%时出现CuO的特征衍射峰;当负载量达到8.00wt%时出现Cu2O(1 1 1)晶面所对应的衍射峰。当负载量为1.00 wt%时,该复合样品对MB和RhB的光降解率均高于纯相NMTO。