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随着工业化的迅猛发展，生活和工业废水的排放严重威胁了人类赖以生存的环境。传统的废水处理方法只适用于一般工业废水，且能耗较高、易产生二次污染，因而，光催化技术由于具有利用太阳能、操作简单且不会产生二次污染等优点得到广泛关注。其中，钨酸铋(Bi2WO6)作为一种新型光催化材料而受到广泛关注。然而，现有的Bi2WO6材料仍存在催化剂分离回收较为困难、光生电子-空穴易复合导致降解效率低、只能吸收可见光谱的一小部分等问题限制了Bi2WO6在实际应用中的发展。
纳米洋葱碳(Carbon Nano Onions, CNOs)是纳米洋葱状富勒烯(Nanosized Onion-like Fullerenes，NOLFs)的简称，它是由若干层同心球状的石墨壳层组成的较大的碳原子团簇，其独特的零维结构、小的直径、高导电率以及相对于一维碳纳米管和二维石墨烯而言更容易分散，在催化、电化学等领域受到越来越多的关注。此外，磁性CNOs(Magnetic Carbon Nano Onions, MCNOs)是由于通过化学气相沉积法(CVD)合成CNOs的过程中，仍存在部分Fe-Ni等金属包裹在CNOs的核心中，因而，MCNOs具有以下特性：1)良好的饱和磁化强度，易于实现催化剂的回收、再生；2)良好的电子传导特性，可以实现光生载流子的迅速迁移，提高量子效率；3)优秀的非线性光学性能和紫外线吸收性能，可以实现催化剂对光谱的全面利用。因此，将MCNOs作为担载Bi2WO6的基础材料是一个可行的策略。因此，本文的研究内容如下：
1.水热法合成Bi2WO6/MCNOs磁性复合材料，采用XRD、Raman、SEM、TEM、XPS、UV-visDRS、N2吸附-脱附、FT-IR及电化学等测试手段，对制备的复合材料的特性进行了表征，并通过磁滞回线测定了复合材料的顺磁性能。以罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)、亚甲蓝(MB)、四环素(TC)和对硝基苯酚(PNP)为典型有机污染物，评价了所制备的复合材料的光降解效率。结果表明，Bi2WO6/MCNOS具有良好的光催化活性和较强的分离回收性能，这主要归功于MCNOs良好的导电性和顺磁性。
2.通过水热法合成了Bi2WO6量子点(QDs)/CNOs复合材料。利用XRD、SEM、TEM、XPS、UV-visDRS、N2吸附-脱附、FT-IR及电化学工作站等测试手段，对复合材料的结构、形貌进行了分析。以RhB、MB、苯酚为典型有机污染物，评价了所制备的复合材料的光降解效果。结果表明，在模拟太阳光照射下，复合材料的光催化性能和稳定性大大提高，这主要是由于CNOs作为Bi2WO6量子点的载体和稳定剂，防止它们聚集，而且由于CNOs良好的导电性大大提高了复合材料中的电荷分离效率。
3.通过水热法合成Bi2WO6/CNOs复合材料，并将其用作赝电容器电极。通过XRD、FT-IR、SEM、TEM、N2吸附-脱附和XPS等测试手段对制备的复合材料的结构和形貌进行了研究。通过循环伏安法、充放电法和电化学阻抗法测试了复合材料的电化学性能。结果表明,在2mV/s的扫描速率下,该复合材料表现出优异的电化学性能,比电容达到261.63F/g，充放电循环测试表明该复合材料具有优异的循环稳定性，这是由于CNOs的加入一方面提高了电极材料和电解液的接触面积，另一方面CNOs的强导电性加速了电子的传输速率，从而提高了赝电容电极材料的氧化还原反应能力。
纳米洋葱碳(Carbon Nano Onions, CNOs)是纳米洋葱状富勒烯(Nanosized Onion-like Fullerenes，NOLFs)的简称，它是由若干层同心球状的石墨壳层组成的较大的碳原子团簇，其独特的零维结构、小的直径、高导电率以及相对于一维碳纳米管和二维石墨烯而言更容易分散，在催化、电化学等领域受到越来越多的关注。此外，磁性CNOs(Magnetic Carbon Nano Onions, MCNOs)是由于通过化学气相沉积法(CVD)合成CNOs的过程中，仍存在部分Fe-Ni等金属包裹在CNOs的核心中，因而，MCNOs具有以下特性：1)良好的饱和磁化强度，易于实现催化剂的回收、再生；2)良好的电子传导特性，可以实现光生载流子的迅速迁移，提高量子效率；3)优秀的非线性光学性能和紫外线吸收性能，可以实现催化剂对光谱的全面利用。因此，将MCNOs作为担载Bi2WO6的基础材料是一个可行的策略。因此，本文的研究内容如下：
1.水热法合成Bi2WO6/MCNOs磁性复合材料，采用XRD、Raman、SEM、TEM、XPS、UV-visDRS、N2吸附-脱附、FT-IR及电化学等测试手段，对制备的复合材料的特性进行了表征，并通过磁滞回线测定了复合材料的顺磁性能。以罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)、亚甲蓝(MB)、四环素(TC)和对硝基苯酚(PNP)为典型有机污染物，评价了所制备的复合材料的光降解效率。结果表明，Bi2WO6/MCNOS具有良好的光催化活性和较强的分离回收性能，这主要归功于MCNOs良好的导电性和顺磁性。
2.通过水热法合成了Bi2WO6量子点(QDs)/CNOs复合材料。利用XRD、SEM、TEM、XPS、UV-visDRS、N2吸附-脱附、FT-IR及电化学工作站等测试手段，对复合材料的结构、形貌进行了分析。以RhB、MB、苯酚为典型有机污染物，评价了所制备的复合材料的光降解效果。结果表明，在模拟太阳光照射下，复合材料的光催化性能和稳定性大大提高，这主要是由于CNOs作为Bi2WO6量子点的载体和稳定剂，防止它们聚集，而且由于CNOs良好的导电性大大提高了复合材料中的电荷分离效率。
3.通过水热法合成Bi2WO6/CNOs复合材料，并将其用作赝电容器电极。通过XRD、FT-IR、SEM、TEM、N2吸附-脱附和XPS等测试手段对制备的复合材料的结构和形貌进行了研究。通过循环伏安法、充放电法和电化学阻抗法测试了复合材料的电化学性能。结果表明,在2mV/s的扫描速率下,该复合材料表现出优异的电化学性能,比电容达到261.63F/g，充放电循环测试表明该复合材料具有优异的循环稳定性，这是由于CNOs的加入一方面提高了电极材料和电解液的接触面积，另一方面CNOs的强导电性加速了电子的传输速率，从而提高了赝电容电极材料的氧化还原反应能力。