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日益严重的水污染问题已成为全球面临的重大难题。解决水污染问题的方法之一是光催化技术的应用,其能有效利用太阳能降解污染物,且具有反应过程快速高效,耗能少,不易产生二次污染等优点。光催化技术中的重点是研究高效率且稳定的光催化剂。聚酰亚胺(PI)是具有可见光响应的聚合物半导体材料,因其独特的化学稳定性和易于调控结构等特点,使其在光催化领域具有较好的应用前景。基于此,本论文设计合成系列聚酰亚胺基复合光催化材料,通过紫外-可见光催化降解染料溶液评估材料的光催化活性,并对光催化剂的稳定性及光催化机理进行探讨,主要研究内容如下:(1)采用沉淀法制得ZnO,再采用一锅煅烧法制备了PI/WO3/ZnO(PWZ)复合光催化剂,利用XRD、FT-IR、SEM、EDS等表征手段对光催化材料的物相结构、组成和形貌进行测试。以罗丹明B(RhB)染料溶液作为水污染模型,探讨了PWZ复合光催化剂制备中ZnO的添加量、升温速率、反应温度对其光催化降解活性的影响,优化得到性能最佳的复合光催化剂PWZ(0.2 g,3°C/min,325°C)。即当ZnO含量为0.2 g,升温速率为3°C/min,反应温度为325°C时,所制得的光催化剂的降解活性最佳。在紫外-可见光下,对于50 m L、20 mg/L的RhB溶液,照射50 min时,PWZ(0.2 g,3°C/min,325°C)对RhB的降解率达到99.6%。经过五次循环,降解率仍然高达96.8%,说明PWZ复合光催化剂具有高的稳定性。PWZ(0.2 g,3°C/min,325°C)复合光催化剂对刚果红(CR)染料也表现较好的光催化降解活性。光电化学测试表明,PWZ(0.2 g,3°C/min,325°C)复合光催化剂能实现光生电子和空穴更有效的分离,从而具有更高的光催化活性。对PWZ(0.2 g,3°C/min,325°C)降解RhB过程中活性物种的捕获实验证明,·O2-是主要的活性物种。(2)采用煅烧法和溶剂热法分别制得PI和Bi2WO6,再采用超声辅助沉积法制备得到PI/Bi2WO6复合光催化剂,利用XRD、FT-IR、SEM、EDS等表征技术对光催化材料的物相结构、组成和形貌进行测试。以RhB染料溶液作为水污染模型,探讨了在水(DW)、乙醇(EA)、乙二醇(EG)三种不同的溶剂中制得的Bi2WO6及其相应的复合物PI/Bi2WO6的光催化降解活性,优化得出性能最佳的复合催化剂1:2 PI/Bi2WO6(DW)、1:1 PI/Bi2WO6(EA)、1:1 PI/Bi2WO6(EG)。在紫外-可见光下,对于50 mL、20 mg/L的RhB溶液,照射24 min时,1:1 PI/Bi2WO6(EG)对RhB降解率达到99.2%。循环实验表明,PI/Bi2WO6复合光催化剂与相应单体Bi2WO6相比具有更高的光催化稳定性,经过四次循环,1:1 PI/Bi2WO6(EG)对RhB降解率仍可达到95.6%。光电化学测试表明,PI/Bi2WO6复合光催化剂上光生电子和空穴分离效率明显提高,从而催化活性得以增强。活性物种的捕获实验表明,1:1PI/Bi2WO6(EG)复合光催化剂降解RhB的过程中·O2-是主要的活性物种。(3)采用煅烧法分别制得PI、PI/MoO3和g-C3N4,再采用沉积法制备得到PI/MoO3/g-C3N4复合光催化剂,利用XRD、FT-IR、SEM等表征技术对光催化材料的物相结构、组成和形貌进行测试。以RhB染料溶液作为水污染模型,探讨了制得的PI/MoO3复合光催化剂的光催化降解活性,优化得出性能最佳的PI/MoO3-C(C指钼酸铵含量为0.1 g)。在此基础上,探讨不同比例的PI/MoO3/g-C3N4复合光催化剂的降解活性,优化得出性能最佳的1:1 PI/MoO3/g-C3N4复合光催化剂。在紫外-可见光下,对于50 mL、20 mg/L的RhB溶液,照射10 min时,1:1 PI/MoO3/g-C3N4复合光催化剂对RhB降解率达到98.4%,表明1:1 PI/MoO3/g-C3N4复合光催化剂具有很高的光催化活性。循环实验表明,1:1 PI/MoO3/g-C3N4复合光催化剂与PI/MoO3-C相比具有更高的光催化稳定性。光电化学测试表明,1:1 PI/MoO3/g-C3N4复合光催化剂上光生电子和空穴分离效率明显提高,从而催化活性得以增强。活性物种的捕获实验表明,1:1 PI/MoO3/g-C3N4复合光催化剂降解RhB的过程中·O2-是主要的活性物种,而h+是次要的活性物种。