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自日本学者Fujishima和Honda采用光催化技术在n型半导体二氧化钛电极上实现了光解水制氢气以来,半导体光催化技术引发了科研工作者的广泛研究热潮。具备高可见光吸收、高载流子分离效率的半导体光催化剂的设计和开发始终是光催化领域中的研究热点之一。作为一类由金属离子(簇)与有机配体自组装形成的无机-有机多孔杂化材料,MOF结构中的有机配体能够作为光敏剂提高光能吸收效率并产生电子-空穴对,金属中心可以表现出半导体量子点功能,加之MOF具有高的比表面积,因此其有望成为半导体催化剂及其改性的关键材料。基于上述研究背景,我们开展了以下课题的研究:(1)使用TiO2涂覆的ZIF-8作为模板和前驱体,通过热煅烧,设计开发了一种C-ZnO@ZIF-8@TiO2多组分纳米光催化剂的简便制备方法,以增强可见光的吸收和光催化活性。研究结果表明:该材料除保留原始ZIF-8的形态和多孔结构外,产生了新的ZnO结构,与ZnO@ZIF-8相比,C-ZnO@ZIF-8@TiO2对有机染料亚甲基蓝显示出更加优异的吸附能力和吸附容量。此外,由于ZIF-8基体外包覆的TiI2涂层,有效地抑制了源自有机配体热解产生的碳元素的逸出,致使C-ZnO@ZIF-8@TiI2光催化剂中掺杂了大量的碳,进而提高了复合光催化剂的电荷转移和分离效率。与ZnO@ZIF-8相比,C-Zn0@ZIF-8@TiO2纳米复合光催化剂在紫外和可见光照射下光催化活性分别提高了 1.8倍和3.0倍。(2)为了提高电荷分离效率和可见光催化反应活性,我们通过合理设计,将AgX/Ag与MOF有效整合,采用简便策略成功制备了ZIF-67/AgCl/Ag复合光催化剂,基于表面等离子共振效应(SPR)以及复合光催化剂结构中ZIF-67与AgCl/Ag之间的协同机制,有效地提升了光生电子和空穴的分离效率,确保了电荷载体较长的寿命,显著改善了ZIF-67/AgCl/Ag的光催化活性。此外,与母体ZIF-67或AgCl材料相比,ZIF-67/AgCl/Ag在可见光照射下降解有机染料甲基橙的光催化活性分别提高了 17倍和6.76倍。