随着经济高速发展,环境污染已经成为当今面临的重大问题,催化技术在环境治理方面取得长足进步。其中,光催化是一种比较简单且有效的方式,利用光能就可以使有机污染物分解为二氧化碳和水等物质,或者将一些含氮硫等气态污染物质沉淀下来。然而,研究人员仍然面临着困难与挑战,催化剂中光生电子空穴对的快速复合、量子效率较低、表面容易生成反应中间体阻止反应进一步进行影响催化剂活性。而通过对催化剂材料进行改性能够很好的克服这些问题,如掺杂离子、复合催化剂等手段,证明光催化仍具有巨大前景。在使用太阳能光催化作用过程中,大部分的光能转变为热使催化剂表面温度上升,这将激发浅能级束缚电子,产生热载流子,同时会使缺陷能级电子倾向于跃迁到导带,然后转移到表面,使更多的电子能够参与光催化反应,同时高温有助于分子活化参与催化反应的进行。光热催化结合了太阳光的光能和热能贡献,可以更有效地利用太阳光谱,已经成为一个快速增长的新型研究领域,值得深入研究。在本研究中合成具有大比表面积氧缺陷光热联合催化性能的异质结,能够高效率提高电子空穴分离能力,同时使光生电子空穴对具有较强的氧化还原能力,在光、热催化固氮以及降解气态污染物中表现为协同催化作用。此外,我们制备具有不同氧缺陷的光催化剂,探究氧缺陷浓度对催化剂降解效率影响的可能机制。相信此研究能够促进半导体催化的发展与进步。1.含氧缺陷CeO2/Cr2O3光热联合催化降解气态污染物与固氮通过调控原料六水硝酸铈与九水硝酸铬物质量比,使用溶胶凝胶法将两者溶为一体,之后经过烘干、煅烧和研磨后制备复合催化剂Ce O2/Cr2O3。根据XRD物相、SEM形貌和XPS化学价态分析可知,Ce O2与Cr2O3复合成功且含有大量氧缺陷。PL光谱、光电流和阻抗等数据表明,复合样品的光电子分离效率与转移能力较之前有所提升,氧缺陷在其中起到杂质能级作用,存储电子从而抑制载流子的复合。N2吸附-脱附曲线表明复合样品具有较大的比表面积,最大面积为119.1 m~2·g-1,这能够为反应提供足够多的吸附活性位点。从M-S测试可知Cr2O3是p型半导体材料,CeO2是n型半导体材料,当两者复合以后可以构建异质结使电子分离效率提高,同时复合异质结有较强的氧化还原能力。通过催化测试可知样品具有较优的光热协同降解气态污染物与固氮能力。原位红外揭示了光催化和热催化降解气态污染物及固氮的具体反应步骤,以及限制催化反应的影响因素,这对深入了解光热催化机理提供一定的参考价值。2.含氧缺陷Bi2MoO6材料光催化性能研究火处理,随温度升高样品颜色由黄变棕,这因为Bi2MoO6中晶格氧脱离形成氧缺陷导致。XRD分析表明含氧缺陷样品成功制备,没有发生物相改变。PL光谱、光电流、阻抗与理论计算分析表明氧缺陷在很大程度上改变了样品结构,生成氧缺陷杂质能级减少了电子跃迁所需能量,更有利于光诱导电荷分离与传输,提供丰富的氧活性吸附位点,产生大量的超氧自由基（·O2-）参与催化氧化反应。光催化活性表征中可知最优退火温度为100°C,在此温度下样品光催化异丙醇活性提升1.97倍。通过原位红外探究Bi2Mo O6降解气态异丙醇时其表面吸附分子化学键的变化,从而为其催化降解步骤提供实验依据。