【摘 要】
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近年来,随着经济的蓬勃发展和人们生活水平的不断提高,能源短缺和环境问题日益严重,特别是工业污水中的致病菌和有机染料。就目前形势而言,光催化技术被认为是可以利用太阳能解决环境问题的高效技术之一。最近,开发了各种基于半导体的光催化剂来降解废水中的有机污染物和致病菌。但是,光催化剂本身存在光生电子-空穴对复合率高,可见光吸收能力差、回收难等缺陷限制了它们的实际应用。因此,为有效改善单一光催化剂的光催化活
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近年来,随着经济的蓬勃发展和人们生活水平的不断提高,能源短缺和环境问题日益严重,特别是工业污水中的致病菌和有机染料。就目前形势而言,光催化技术被认为是可以利用太阳能解决环境问题的高效技术之一。最近,开发了各种基于半导体的光催化剂来降解废水中的有机污染物和致病菌。但是,光催化剂本身存在光生电子-空穴对复合率高,可见光吸收能力差、回收难等缺陷限制了它们的实际应用。因此,为有效改善单一光催化剂的光催化活性,拓展光催化材料的应用领域。本论文分别制备了两种以三维多孔石墨烯气凝胶和磁性Co Fe2O4为载体的银基复合光催化材料（AgVO3/BiVO4@GA、CoFe2O4/PDDA/Ag3PO4）并将所制备光催化材料应用于光催化降解盐酸四环素（TCH）/甲基橙（MO）和大肠杆菌/金黄色葡萄球菌（E.coli/S.aureus）的抑菌消毒研究。主要研究结果包括:（1）半导体光催化剂的多功能应用在光催化技术领域起着至关重要的作用。通过原位离子交换法和水热法制备了新型的三维（3D）多孔AgVO3/BiVO4@石墨烯气凝胶（AgVO3/BiVO4@GA）。所获得的AgVO3/BiVO4@GA具有组织良好的异质结构,其中具有杆状形态的AgVO3均匀分散在3D石墨烯气凝胶网络中。此外,AgVO3被用作V（钒）源,通过原位离子交换在其表面上生长BiVO4,这有效地避免了反应中AgVO3和BiVO4的团聚。AgVO3/BiVO4@GA具有出色的光降解甲基橙（MO）的效率,因为其合理的组成和结构（54分钟内去除率为93%）,对大肠杆菌拥有良好的抑菌能力（30分钟内100%的抗菌效率）,且五个循环降解后任然具有良好的光催化活性。（2）通过水热法结合煅烧法制备了磁性CoFe2O4/PDDA/Ag3PO4复合光催化剂,一系列表征结果显示Ag3PO4被均匀负载在磁性CoFe2O4微球上。通过聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）的螯合作用,实现了Ag3PO4在Co Fe2O4微球上均匀包裹,有效防止了Ag3PO4在光催化反应中的团聚,从而提高了复合光催化剂的光催化能力和循环稳定性。因此,在模拟可见光照射条件下,其对盐酸四环素（TCH）表现出良好的光降解效率（30分钟内去除率为92%）和对大肠杆菌显示出卓越的抑菌性能（30分钟内100%抑菌效率）。此外,以大肠杆菌为生态指标评价了TCH的水生毒性,结果证实所制备的Co Fe2O4/PDDA/Ag3PO4复合材料可以有效降低TCH的水生毒性。
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