诺氟沙星作为一类氟喹诺酮类合成抗生素,在治疗人体和动物传染病方面有很大作用。然而,诺氟沙星可能干扰细菌DNA复制,污染水生植物和生物,并导致细菌遗传毒性。因此,在诺氟沙星释放到环境中之前,有效降解诺氟沙星是至关重要的。近年来,光催化氧化技术因其在降解有机污染物时具有高效、节能、低成本等优点而受到越来越多的关注。但光催化技术存在光吸收能力有限、光生电子-光生空穴复合速度快等缺点。目前,单组分光催化剂一直受到光激发电子-光激发空穴快速复合的限制,造成光生载流子的生成量少,光催化活性差。近期研究发现,通过构建Z型光催化剂可以改善半导体的光催化性能。但Z型光催化体系的研究多集中于二元复合材料,且二元复合材料体系因受到有限的可见光响应和相对较低的电荷分离效率的阻碍对太阳光的利用率较低。因此,本研究试图开发制备一种可以吸收紫外光到近红外光的全部光谱具有三种不同带隙的双Z型三元复合材料,找到高效光催化降解有机污染物的新方法。本研究采用微波水热法合成了一种光催化性能良好的对称双Z型BiFeO₃/CuBi₂O₄/BaTiO₃光催化剂,将之用于在模拟太阳光下光催化降解诺氟沙星溶液研究。比较了BiFeO₃/CuBi₂O₄/BaTiO₃、BiFeO₃、CuBi₂O₄和BaTiO₃四种光催化剂的光催化活性,并对BiFeO₃/CuBi₂O₄/BaTiO₃光催化剂的投加量、诺氟沙星溶液初始浓度和光照时间对诺氟沙星降解程度的影响进行了分析。探讨了对称双Z型BiFeO₃/CuBi₂O₄/BaTiO₃的光催化降解机理。研究结果表明,光催化剂BiFeO₃/CuBi₂O₄/BaTiO₃比单独的BiFeO₃、CuBi₂O₄及BaTiO₃具有更高的光催化活性;当BiFeO₃/CuBi₂O₄/BaTiO₃光催化剂的投加量为1.0 g/L,诺氟沙星溶液的初始浓度为2.5 mg/L时,诺氟沙星在60分钟内的降解率可达93.5%,且BiFeO₃/CuBi₂O₄/BaTiO₃可重复使用,并具有优越的光催化降解活性和循环稳定性;BiFeO₃/CuBi₂O₄/BaTiO₃光催化剂光催化降解诺氟沙星的过程中会产生活性物质,如·OH、h⁺和·O₂^-等。因此,对称双Z型BiFeO₃/CuBi₂O₄/BaTiO₃光催化体系在利用太阳能处理水和废水中的抗生素方面具有很大的应用前景。