三氯生(TCS)是一种广谱抗菌剂,它被广泛的应用于人们的日常生活用品中,主要包括牙膏、肥皂、纺织品以及儿童的玩具等方面。近年来,随着日用品的增加,有关科学研究表明,在一些日用品中检测到二恶英、氯代酚等有毒的致癌物质,而这些物质正是三氯生自然分解的产物。大量的长期使用三氯生会影响人类的健康,也会通过食物链对人体造成危害。因此,研究水环境中三氯生的去除技术是非常重要的。光催化技术来降解环境中的有机污染物越来越受关注,将此技术应用于降解TCS也是具有很大的应用价值。首先,本文原位煅烧Bi7O9I3制备了新型的n-n异质结光催化剂。从SEM图可见明显的看出,催化剂的形貌从原来的片状转变为棒状,但其依然维持三维的球形结构。同时,我们从HR-TEM中找到两种晶格条纹,这有效地证明Bi7O9I3/Bi5O7I异质结的形成,该复合型催化剂能有效地去除水中的三氯生。与纯的Bi7O9I3催化剂的光催化效率相比,Bi7O9I3/Bi5O7I异质结催化剂的降解率几乎增加一倍,这是因为复合体内部的电场促进光生电子的运输和迁移。并且通过自由基捕获实验与ESR技术相结合的手段,推测其光催化机制,实验证明,光生电子、超氧自由基和单线态氧是光催化过程主要的活性基团。最后,利用HPLC-MS检测出11种光催化降解产物,并推断出两种反应路径。其次,我们通过简单的溶剂热法成功合成了Bi7O9I3催化剂,并结合KBH4还原法原位合成一种新的复合催化剂Bi7O9I3/Bi。通过扫描电镜(SEM)可以明显的观察到球状的小颗粒沉积到原始的三维花球上。这种催化剂在模拟太阳光下能有效地降解水溶液中的三氯生。相比于纯的Bi7O催化剂,复合型光催化剂Bi7O9I3/Bi对三氯生的降解效果明显提升。这主要是由于化学还原后的单质铋沉积到纯的Bi7O9I3催化剂表面,改善了可见光的吸收并通过表面等离子共振(SPR)调节催化剂结构中光致电荷载体的行为,有效地促进了光生电子-空穴对的分离和迁移,进而大大的提高了其光催化性能。本文采用自由基捕获实验和电子自旋共振法(ESR)对三氯生的降解反应机制进行了分析,得出光生电子(e-)和超氧根自由基(.O2-)在光降解三氯生过程中是主要的活性基团。最后,研究了无机阴离子、无机阳离子对Bi7O9I3/Bi光催化降解TCS的影响。无机阴离子Cl-,SO42-,NO3-的引入对光催化降解表现出不同程度的抑制作用,硫酸根离子(SO42-)对光催化速率的抑制程度明显大于氯离子(Cl-)对光催化速率的影响。加入HCO3-的浓度为0.2,0.5和1 mmol/L时,表现为促进,但当浓度大于1 mmol/L时,有不同程度的抑制作用。但是对于无机阳离子而言,NaCl、KCl的加入都在不同程度的抑制光反应速率,这可能是由于Cl-的共存离子效应。Ca2+和Mg2+在高浓度时表现为促进作用,这一现象可能是因为Ca2+和Mg2+接受催化剂导带上的电子,进而加快空穴电子对的传输,减少载流子的复合几率。