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过渡族金属二硫化物在处理生活和工业废水领域越来越受到国内外学者的重视,MoSe2和TiO2是过渡族金属二硫化物极具代表性的物质。MoSe2由于分子结合力较弱,在制备该物质上存在一定的困难,本文以抽真空的石英管为反应容器进行固相反应制备出了不含杂相的MoSe2。另外,本研究采用水热法对TiO2和MoSe2进行了改性研究,提高了上述两种物质去除水中有机污染物的性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积(SBET)、X射线荧光光谱(XRF)等表征手段对上述两种物质进行表征分析。表征测试结果表明:采用固相法制备的MoSe2纯净不含其他杂相。形貌呈六边形的片层结构,且片层的大小不均匀,相互堆叠。MoSe2表面光滑无孔、结构有序,晶格条纹清晰。比表面积较小约为2.0816 m2/g。采用水热法改性后的MoSe2呈花瓣状的球形结构且有Se单质以游离态的形式存于其表面,另外,改性后的MoSe2比表面积增大到34.9465 m2/g,并且吸附性能有了极大的提升。采用水热法制备的TiO2/电气石复合材料粒径均匀,随着反应温度和反应时间的增加,TiO2结晶度逐渐增加。另外,TiO2致密地负载到电气石表面,通过HRTEM可以清晰地观察到负载到电气石表面的TiO2呈大米粒状,且随着电气石含量的增加TiO2的比表面积呈递增趋势,其最大值达到了113.2637 m2/g。以罗丹明B为目标污染物,对改性后的TiO2和MoSe2的去除水中有机污染物的性能进行研究。研究结果表明:改性后的MoSe2具备最佳活性的制备条件为:水合肼用量为2 ml,合成温度为270℃,合成时间为12 h,此条件下制备的吸附剂在用量为1 g/L时可使100 m L浓度为20 mg/L的罗丹明B脱色率达到97.8%。复合材料TiO2/电气石的最佳制备条件:电气石含量为3%、合成温度为160℃、合成时间为2 h,在此条件下制备得到的复合催化剂在用量为2.0 g/L时可使100 m L浓度为10 mg/L罗丹明B的脱色率达到99.4%。通过体系对比研究实验发现,TiO2改性后得到的复合催化剂的催化活性明显高于纯的TiO2,并且实现了可见光响应。采用软件Materials studio 7.0对TiO2进行第一性原理模拟计算,揭示在外加电场作用下TiO2能带结构的变化。第一性原理计算研究表明:在电气石自发极化电场的作用下TiO2的能带结构并没有发生明显的变化,但是其禁带宽度由2.252 e V减小到2.188 e V。TiO2禁带宽度的减小有利于其吸收可见光产生更多的电子和空穴,表明在外加电场作用下TiO2催化活性显著提升。