【摘 要】
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由于工业化的快速发展,造成各类污水大量排放,导致我国的水资源污染日益严重,为了解决这个问题,科学家们正在致力于寻找一种安全,高效,绿色的水污染处理方法。光催化技术因为成本低,安全性高,无毒,效率高等优点而受到科研工作者的青睐。MOF-808的孔隙率高,比表面积大,且有一定的导电性,可作为光催化的载体,但由于其带隙值过宽,在可见光下难以被激发,电子-空穴复合率高,抑制了光生载流子的产生。本文通过负载
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由于工业化的快速发展,造成各类污水大量排放,导致我国的水资源污染日益严重,为了解决这个问题,科学家们正在致力于寻找一种安全,高效,绿色的水污染处理方法。光催化技术因为成本低,安全性高,无毒,效率高等优点而受到科研工作者的青睐。MOF-808的孔隙率高,比表面积大,且有一定的导电性,可作为光催化的载体,但由于其带隙值过宽,在可见光下难以被激发,电子-空穴复合率高,抑制了光生载流子的产生。本文通过负载半导体材料来拓宽MOF-808的光吸收范围,且半导体材料与MOF-808形成的异质结提高了光生电子-空穴对的分离率,因此改善了MOF-808复合材料的光催化降解性能。1二元异质结构Bi2S3/MOF-808光催化剂的制备及降解性能。首先制备MOF-808材料,然后通过微波辅助水热法制备了二元异质结构Bi2S3/MOF-808光催化剂,之后通过降解四环素对其进行光催化性能研究。当Bi2S3的添加量为30%时,0.7-808复合催化剂在60 min内降解率可达到80.8%,分别是纯MOF-808和纯Bi2S3的3.21和1.76倍;且重复循环四次使用时降解效果还能达到62.4%,说明其具有一定的稳定性和再生能力。通过SEM和TEM等表征手段分析得出,棒状的Bi2S3均匀分布在MOF-808的表面上,且MOF-808的比表面积较大,能够有效抑制Bi2S3的团聚。Bi2S3和MOF-808之间形成的异质结,有利于光生电子与空穴的转移与分离;Bi2S3的引入拓宽了MOF-808的光响应范围;捕获粒子实验表明·O2-是降解过程中的主要的活性物质。2采用微波辅助法成功制备了二元异质结构CdS/MOF-808光催化剂。当CdS的负载量为30%时,0.3-CM8光催化活性最好,在60 min内降解率达85.6%,分别是单体MOF-808和CdS的3.51倍和2.33倍,且重复循环使用四次后的降解效果依然能够保持在76.1%,说明其具有一定的稳定性。通过XRD、SEM和TEM等表征手段可以得出,CdS纳米碎片均匀的负载在孔状MOF-808上,且CdS的引入提高了MOF-808的结晶度,这有利于光生载流子的转移,同时CdS的引入使得MOF-808的光响应范围从321 nm拓宽至500 nm左右。表征结果显示CdS与MOF-808形成的异质结构有效降低了光生电子与空穴的复合率,促进了·O2-的产生,使得复合催化剂性能提升。3利用微波辅助法合成了Z型三元异质结NiS/Sb2MoO6/MOF-808复合光催化剂,当NiS与Sb2MoO6添加比例为1:2时,此时的2-NSM光催化活性最好,在60 min内降解率达81.5%,分别是单体NiS、Sb2MoO6和MOF-808的1.73、12.16和18.11倍;经过循环稳定性实验,证明了复合光催化剂的稳定性。UV-vis结果表明NiS和Sb2MoO6的引入使得MOF-808光响应范围拓宽到可见光区域。通过SEM和TEM表征手段可以得到NiS和Sb2MoO6均匀分布在MOF-808上,PL表征显示NiS和Sb2MoO6的修饰有利于MOF-808的电子传输,从而促进了·O2-的产生,提高了MOF-808的光催化性能。
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