【摘 要】
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由于水资源相关的污染和短缺问题,开发高效、绿色和可持续的清洁水生产技术具有重要意义。近年来,界面太阳能蒸发技术因其较高的水蒸发效率倍受关注。然而,由于水生环境的污染,用于光热水蒸发的水源中潜在的挥发性有机污染物和病菌等难以去除,限制了该技术的实际应用,这一点很少得到关注。针对上述问题,本文提出了光催化降解协同光热水蒸发净化技术,设计了适用于光催化降解协同光热水蒸发净化的MIL-53（Fe）基复合光
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由于水资源相关的污染和短缺问题,开发高效、绿色和可持续的清洁水生产技术具有重要意义。近年来,界面太阳能蒸发技术因其较高的水蒸发效率倍受关注。然而,由于水生环境的污染,用于光热水蒸发的水源中潜在的挥发性有机污染物和病菌等难以去除,限制了该技术的实际应用,这一点很少得到关注。针对上述问题,本文提出了光催化降解协同光热水蒸发净化技术,设计了适用于光催化降解协同光热水蒸发净化的MIL-53（Fe）基复合光催化材料,分别研究了CeO2、TiO2、Fe2O3半导体氧化物复合MIL-53（Fe）材料的光催化降解活性和其中的活性提高机制,具体研究内容如下:首先,本文通过简单的水热法合成了CeO2@MIL-53（Fe）复合光催化剂,由于CeO2有优异的价电子转移特性被广泛地用于催化剂,且其相对MIL-53（Fe）具有较合适的能级结构。表面光电压（SPV）和荧光光谱（PL）测试表明CeO2的修饰促进了CeO2@MIL-53（Fe）复合体的光生电荷分离,从而改善了其光催化性能。其次,选取了带隙更宽的TiO2对MIL-53（Fe）进行了修饰。TiO2带隙相对CeO2更宽,光生电荷的复合较慢。SPV,PL测试表明TiO2@MIL-53（Fe）比CeO2@MIL-53（Fe）有着更高的光生电荷分离效率和寿命,进一步实验表明TiO2@MIL-53（Fe）对2,4-DCP的降解率达到93%。相对MIL-53（Fe）的57%,CeO2@MIL-53（Fe）的78%,对2,4-DCP有着相对更好的光催化降解活性,基本实现了对2,4-DCP的降解。最后,合成了对2,4-DCP兼具良好吸附性和光催化降解活性的Fe2O3@MIL-53（Fe）复合光催化剂。通过HF对Fe2O3@MIL-53（Fe）的结晶形态进行调控,吸附和光催化降解实验结果表明,Fe2O3@MIL-53（Fe）独特的孔道结构对2,4-DCP的综合降解率达83%,并对这种可伸缩孔道对光催化降解的积极作用进行了阐述分析。
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