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抗生素具有可以挑战微生物种群的特性,因此在临床医疗,水产及畜牧养殖业被广泛应用。当抗生素被排放到自然界后,其被视为影响环境中微生物群的结构和活性,并使得具有多重耐药性的“超级细菌”逐步产生的重要污染物。所以,寻找一种绿色高效的去除环境中抗生素的方法和技术就显得尤为重要。半导体光催化作为一种能在温和条件下,拥有着卓越的太阳能捕获和转换能力的技术,在有机污染物降解、全水分解、析氢析氧、有机合成等诸多领域得到青睐。近些年来,苝二酰亚胺有机超分子（PDI）在光催化降解领域引起了广泛的关注,但其存在着电子-空穴重组速度快,降解效率不理想等问题。因此,为充分解决上述问题,本文将PDI与单斜相钒酸铋（BiVO4）进行结合,并对其光催化性能进行了深入的探索和分析。随后,在实验室中模拟和研究了上述光催化剂对水体中以四环素（TC）为代表的广谱抗生素的降解效率、反应动力学、循环稳定性、光催化降解机理和路径以及电子转移机制等内容。最后证实了该催化剂应用于实际水体中抗生素治理的可行性,并分析了光降解过程中的主要影响因素,具体内容如下:（1）通过原位静电自组装的方法,将软体有机材料PDI包裹在3D BiVO4表面,成功构建了BiVO4/PDIsa无机-有机Z型光催化剂。其中,20%BiVO4负载量的样品（BP-2）光催化活性最强,在30 min内可降解81.75%的TC,分别比单体自组装的PDI（PDIsa）和BiVO4高出19.16%和43.31%。BP-2的降解速率常数(Kt=0.0545 min-1)则分别是PDIsa和BiVO4的1.69倍和3.61倍。循环实验、粉末X射线衍射谱图（PXRD）分析和傅里叶变换红外（FTIR）光谱表征证明了本研究中所制备的最佳催化剂BP-2具有很好的稳定性。通过自由基捕获实验和ESR表征结果显示在TC降解过程中起主导作用的是~1O2,·O2-和h+。此外,·O2-定量检测实验表明BP-2的·O2-产生速率(2.26μmol L-1 mg-1)分别是单体PDIsa和BiVO4的1.19倍和1.37倍。总有机碳（TOC）测试表明,BP-2对TC的矿化效率为24.95%,并利用液相色谱-串联质谱联用系统,分析和推测了4条TC的可能降解路径。（2）通过实验研究、多种表征手段和密度泛函理论（DFT）计算分析了BP-2光催化性能的提升的原因。窄带隙半导体PDIsa的引入拓宽了BiVO4对可见光的吸收范围。而两种直接带隙半导体的结合则增强复合材料对可见光的利用率。在Z型异质结和内建电场（IEF）的协同下,界面处实现了高效的光生载流子的分离和转移。更有趣的是,PDIsa分子的极性结构和π-π堆积方式,以及直接Z型异质结的形成,通过构建高效的载流子定向分离通道,延长了光生电子和空穴的寿命。（3）本研究还将催化剂应用于实际水体中TC的降解。结果发现在河流水、湖泊水、自来水和工业废水中TC的降解效率分别为59.14%,62.60%,68.04%和71.46%,这证实了该催化剂用于实际的可行性。另外,通过研究影响光催化降解TC过程中的因素发现,当溶液的pH值处于4.01-6.99范围时,对BP-2光催化性能的负面影响较小。而溶液中共存阴离子对TC光降解的影响顺序为:SO42-
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