【摘 要】
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本研究选择二硫化钼（MoS2）对两种金属-有机骨架材料进行改性,以提高其可见光催化活性。同时利用棉织物的强吸附、高比表面积和低成本等优点作为粉末光催化剂的载体,解决了粉末光催化剂难回收、循环性差等问题。（1）通过MoS2的改性处理,提出了一种制备高效、耐用和可回收的分子筛-咪唑骨架-8（ZIF-8）基光催化材料的新策略。在羧基棉织物（Carboxyl cotton）上通过层层自组装制备ZIF-8,
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本研究选择二硫化钼（MoS2）对两种金属-有机骨架材料进行改性,以提高其可见光催化活性。同时利用棉织物的强吸附、高比表面积和低成本等优点作为粉末光催化剂的载体,解决了粉末光催化剂难回收、循环性差等问题。（1）通过MoS2的改性处理,提出了一种制备高效、耐用和可回收的分子筛-咪唑骨架-8（ZIF-8）基光催化材料的新策略。在羧基棉织物（Carboxyl cotton）上通过层层自组装制备ZIF-8,棉织物的羧基与ZIF-8中心金属离子形成配位键大大增强了颗粒与织物之间的结合能力。半导体MoS2在ZIF-8表面原位生长组合成MoS2/ZIF-8异质结以提高ZIF-8的光催化活性。通过SEM、EDS、FTIR和XPS等测试表征了制备的MoS2/ZIF-8/Carboxyl cotton的形态和元素组成结构。通过电化学阻抗谱和瞬态光电流谱研究了层层自组装ZIF-8和MoS2对功能材料电荷分离效率和光学性能的影响。在可见光照射下,制备的功能化织物对亚甲基蓝具有良好的降解能力。可见光照射21 mins后,模拟废水中的亚甲基蓝降解率约为99.8%。而纯ZIF-8不存在可见光吸收波段,在可见光下几乎无法光催化降解水溶液中的亚甲基蓝。此外,即使经过6次使用,功能材料的光催化降解率仍保持约94.8%。本章节研究还提出了MoS2增强ZIF-8光催化性能的可能机制。（2）基于Fe3+与-COOH形成配位键,在羧基棉织物上原位生长制备MIL-101（Fe）,再利用简单的溶剂热法将MoS2与MIL-101（Fe）进行耦合,制备了高效、可反复利用和优良异质结结构的光催化材料。Fe3+与-COOH形成的配位键增强了MIL-101（Fe）与棉纤维的结合作用,MoS2与MIL-101（Fe）耦合形成的异质结结构提高了MIL-101（Fe）的光催化活性。对制备的MoS2/MIL-101（Fe）/Carboxyl cotton复合材料的形貌和性质进行了SEM、XRD、FTIR等测试,证明了MoS2和MIL-101（Fe）在棉纤维表面生长均匀。通过紫外漫反射（UV-Vis DRS）证明了复合材料具有良好的可见光吸收性能。电化学阻抗谱和瞬态光电流响应证明了形成的MoS2/MIL-101（Fe）特殊异质结结构有利于电荷载流子的分离效率和光电性能。在羧基棉上组装三次MIL-101（Fe）,可见光照射24 mins,MoS2/MIL-101（Fe）/Carboxyl cotton功能材料对亚甲基蓝的降解效率达到99.79%。而相同条件下,纯MIL-101（Fe）对亚甲基蓝的降解率只有60%。此外,即使对亚甲基蓝水溶液进行6次循环降解,功能材料的光催化活性仍保留了91.09%。同样,提出了MoS2增强MIL-101（Fe）催化活性的可能原理。本研究中使用的制备方法在开发具有高降解效率和高回收率基于纺织品的多功能光催化材料方面显示出巨大的潜力。以棉织物为基底原位生长金属有机骨架材料,并利用半导体修饰形成异质结结构的方法为制备高效降解且可循环利用的光催化剂提供了新方法。
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