论文部分内容阅读
如何去除水体中的高毒污染物已成为全球亟待解决的重要问题之一。半导体光催化反应具有高效、快速、绿色无污染等优点,已成为废水处理的一种重要技术。TiO2光催化剂具有稳定、无毒、价廉等优势,但禁带宽度宽,仅在紫外光区有响应,光催化无选择性,这些缺点限制其实际推广应用。本文针对TiO2催化剂的光生电子-空穴复合速率快、光催化无选择性、仅对紫外区有响应等缺点开展工作,具体研究内容如下:（1）利用溶胶-凝胶法在含碘化1-乙烯基-3-丙基咪唑离子液体作为反应介质,同时500℃条件下煅烧,制备二氧化钛微球。对产品进行了扫描电子显微镜、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱等一系列的表征。二氧化钛微球的晶相是锐钛矿型的,同时碘化1-乙烯基-3-丙基咪唑也有利于锐钛矿相的生长,能够有效的防止小孔的崩塌。对含碘化1-乙烯基-3-丙基咪唑合成的二氧化钛（TiO2-IL）的光催化活性通过在紫外-可见光下降解硝基苯酚来进行测试。对于以碘化1-乙烯基-3-丙基咪唑离子液体介质中合成的二氧化钛的光催化活性要比没有碘化1-乙烯基-3-丙基咪唑二氧化钛的光催化活性高。（2）采用溶胶-水热法制备具有光催化选择性的印迹TiO2（MIP-TiO2）纳米颗粒。对水热温度和时间进行了优化,分子印迹-TiO2显示比非印迹-TiO2（NIP-TiO2）具有高的吸附容量和选择性。动力学研究表明,在MIP-TiO2上目标分子的吸附快速,它的良好性能是由于:（Ⅰ）丰富的吸附位点;（Ⅱ）印迹腔对目标分子具有良好的亲和力;（Ⅲ）目标分子与印迹腔之间的几何匹配。MIP/TiO2（0.0167 min-1）光催化活性大约是NIP/TiO2（0.00429 min-1）的四倍。对无机框架MIP-TiO2的稳定性和活性位点的再生过程研究,证明它是可高度重用的。（3）一系列的碘氧化铋（BiOI）催化剂采用水热法合成通过使用KI,1-乙烯基-3-丙基咪唑碘（VPI）,以及KI和VPI的混合物作为碘源,所制得的产品分别称作BiOI-KI,BiOI-VPI和BiOI-KI+VPI,研究了碘源对BiOI的物理和化学性质及光催化剂活性的影响。BiOI-KI,BiOI-KI+VPI和BiOI-VPI的BET表面积分别是41.2,24.9和15.5 m2?g-1。光生电流和光催化活性递减顺序为BiOI-KI>BiOI-KI+VPI>BiOI-VPI,结果表明BiO I-KI在当前测试条件下具有最高的光催化活性。