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光催化技术被认为是一种解决环境污染和能源短缺问题的重要技术,备受研究者们的关注。Ti02这一传统光催化剂已经应用到实际生产生活中,不过,Ti02带隙较宽,光催化效率低,限制了其进一步发展。寻找新的高效光催化剂和改性传统光催化剂成为光催化领域的研究热点。本文中,研究了窄带隙半导体光催化剂Bi4Ti3O12-nLaFeO3(n=0.5,1,1.5),Bi4Ti3O12-mBiCoO3(m=0.5,1)和压电光催化剂Na0.5Bi0.5TiO3的合成、光催化性能和光催化反应机理。用水热法合成了大比表面积,强吸光能力,优异光催化性能的3D纳米花结构的Bi4Ti3O12-nLaFeO3(n=0.5,1,1.5)半导体光催化剂,并测试了其光催化性能。结果表明,随着Bi4Ti3O12-nLaFeO3(n=0.5,1,1.5)中LaFeO3量的增加,样品的吸光性能和光催化活性均增强。其中,Bi4Ti3O12-1.5LaFeO3的光催化活性最强,在酸性环境中(HCl,pH=2),模拟太阳光照射下,50 min内可将溶液中合适浓度的有机染料罗丹明B(RhB)降解约98%。Bi4Ti3O12-nLaFeO3(n=0.5,1,1.5)均具有较好的循环稳定性,能够长时间高效率进行光催化反应。为探究Bi4Ti3O12-nLaFeO3(n=0.5,1,1.5)在酸性环境下降解RhB的机理,深入研究发现,样品经过HCl溶液浸泡后,部分Bi4Ti3O12-nLaFeO3(n=0.5,1,1.5)会转变为 BiOCl,得到 Bi4Ti3O12-nLaFeO3(n=0.5,1,1.5)&BiOCl异质结复合样品,它们在中性环境下就能高效降解RhB溶液。这可能是Bi4Ti3O12-nLaFeO3(n=0.5,1,1.5)在酸性环境下具有优良光催化活性的原因之一。在此基础上,提出了 Bi4Ti3O12-nLaFeO3(n=0.5,1,1.5)在酸性环境下降解RhB的一种反应机理。用水热法合成了强吸光能力,优异光催化效果,纳米片结构的半导体光催化剂Bi4Ti3O12-mBiCoO3(m=0.5,1)。研究表明,Bi4Ti3O12-BiCoO3 在酸性环境下对 RhB和MB有很强的吸附能力,其30 min的吸附效率分别为55.15%和68.33%。光催化实验结果表明,在酸性环境中(HCl,pH=2),可见光照射下,Bi4Ti3O12-mBiCoO3(m=0.5,1)能够降解多种有机染料,它们包括RhB、MB、染料红和染料蓝。Bi4Ti3O12-mBiCoO3(m=0.5,1)具有较好的循环稳定性,能够长时间高效率进行光催化反应。离子捕获实验结果证实,Bi4Ti3O12-BiCoO3在降解RhB的过程中,起主要作用的活性离子是h+和·O2-。提出了 Bi4Ti3O12-BiCoO3在酸性环境中光催化降解RhB的可能反应机理。用水热法合成了微米长方体结构的压电光催化剂Na0.5Bi0.5TiO3,其在超声振动和可见光照射下可快速降解RhB,其降解效率是仅在超声振动时的4倍。离子捕获实验结果表明,在Na0.5Bi0.5TiO3降解RhB的过程中,起主要作用的活性离子是·OH和·O2-。提出了 Na0.5Bi0.5TiO3降解RhB的可能反应机理。