地表水污染修复问题是近年环境地球化学领域关注的热点和难点,选择合适的原位修复技术进行系统研究,具有十分重要的理论和现实意义。光催化技术是一种绿色、高效、可持续、能够完全分解有机污染物的环境净化技术。目前,主要的光催化剂纳米二氧化钛粉末已经被商业化应用。但是其本身的缺陷阻碍了将其直接运用到环境修复领域中,即:粉体纳米颗粒难以回收,且对于酚类污染难以彻底降解。为此,本文以典型酚类有机污染物(双酚A)为代表,通过合成新型光催化剂,将其原位进行光催化降解,并探讨反应机理,取得成果如下:(1)利用水热法结合静电纺丝法,制备碘氧铋/二氧化钛异质结构纳米纤维光催化剂,结果表明,制备的碘氧铋/二氧化钛催化剂复合材料对有机染料具有较高的降解活性。此外,可将该材料制成大规模薄片状应用于污染物催化降解,解决了小颗粒粉体光催化材料难以回收的问题。本文还通过多种表征手段,如电子顺磁共振、XPS价带谱、荧光光谱及光电化学测试,揭示了催化剂的反应机理。结果显示,碘氧铋(110)高能晶面优先暴露有利于产生更多的活性自由基,并且异质结构促进了光生载流子的有效分离,提高光催化降解活性。(2)通过水热法制备了催化活性更高的碘氧铋光催化剂,该材料表面沉积铋金属单质,能够有效利用可见光,增加氧空位及提高光生载流子的转移效率,从而产生更多自由基提升光催化活性。结果表明,在10毫克每升双酚A水溶液中,1克每升光催化剂能够使得约86%的双酚A在4小时内完全降解。通过液相色谱质谱对产物进行分析,确认双酚A被彻底分解为水和二氧化碳。本文通过改性获取两种光催化剂,即碘氧铋/二氧化钛异质结构纳米纤维光催化剂、表面沉积铋单质的碘氧铋光催化剂,能够有效利用可见光进行有机污染水体的原位修复。