【摘 要】
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光催化技术因其绿色环保和氧化能力强等特点,被广泛应用于印染废水处理领域。最常见的光催化材料包括无机半导体TiO2、Bi OCl以及有机半导体石墨相氮化碳（g-C3N4）等,但其均存在可见光响应范围窄、光生载流子复合率高以及难以回收利用等不足。为解决上述问题,本文提出通过含有偕胺肟基团的改性聚丙烯腈纤维（AO-PAN）作为载体以提升其可见光催化性能的策略。首先通过配位负载TiO2和光敏剂氯化血红素（
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光催化技术因其绿色环保和氧化能力强等特点,被广泛应用于印染废水处理领域。最常见的光催化材料包括无机半导体TiO2、Bi OCl以及有机半导体石墨相氮化碳（g-C3N4）等,但其均存在可见光响应范围窄、光生载流子复合率高以及难以回收利用等不足。为解决上述问题,本文提出通过含有偕胺肟基团的改性聚丙烯腈纤维（AO-PAN）作为载体以提升其可见光催化性能的策略。首先通过配位负载TiO2和光敏剂氯化血红素（hemin）制备了复合光敏催化剂（hemin/TiO2-PAN）,随后通过原位合成法制备了AO-PAN表面负载Bi OCl的光催化剂（Bi OCl-PAN）。此外,通过Fe离子作为“桥梁”,将其掺杂g-C3N4共同锚定在AO-PAN上合成了复合光催化剂（Fe-g CN-PAN）。在采用FE-SEM、XPS、FT-IR、XRD、EDAX、DRS以及PL等多种技术手段对其分子结构和光吸收性能进行表征的基础上,考察它们在可见光下对有机染料氧化降解的光催化活性,并对各光催化体系的反应机理进行了初步探索。结果显示,TiO2和hemin能够通过配位作用与AO-PAN中的偕胺肟基团进行结合,获得的hemin/TiO2-PAN在可见光下具有优异的光催化活性,90 min内能将罗丹明B染料完全降解,而且显示出较宽的p H值适用范围和良好的使用稳定性。通过原位生成法能够在AO-PAN表面生长高结晶度的Bi OCl,而且偕胺肟基团与Bi3+之间存在配位作用,从而通过LMCT效应拓宽了其在可见光区的吸收性能,使其在呈现出较高的可见光催化活性,90 min内可以实现对罗丹明B染料的完全降解,同时Bi OCl-PAN也显示出优异的重复使用性能。此外,借助偕胺肟基团与Fe3+间较强的配位作用,能够将Fe3+掺杂的g-C3N4牢固地负载于AO-PAN上,并通过纤维配体与Fe3+间的LMCT效应增强其可见光吸收性能。纤维配体能够促进Fe3+掺杂g-C3N4中光生电荷的有效分离,使Fe-g CN-PAN显示出比g-C3N4和Fe3+掺杂的g-C3N4更高的光催化活性,尤其在H2O2存在的条件下,能够形成光催化/Fenton协同催化体系,在可见光下产生大量的羟基自由基（·OH）,从而在70 min内实现对罗丹明B染料的完全降解。Fe-g CN-PAN/H2O2体系在不同染料降解中呈现出一定的普适性,而且具有优异的重复使用性能。
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