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由于人类的生产和生活,各种污染物质不断进入环境水体,威胁生态环境的健康和安全。传统的污染物处理技术由于效率较低,产生二次污染等问题,急需高效的处理技术。而高级氧化技术较高的光催化降解效率、较低的环境毒性等在污染物处理方面显示了独特的优势。其中半导体光催化材料成为了最有前景的新型污染物处理技术之一。而在众多半导体材料中,卤化氧铋因为自身优异的理化特性和可见光吸收性能而受到了广泛重视。本论在文总结了卤化氧铋光催化剂的研究进展基础上,研究了卤素调控卤化氧铋(BiOX)光催化降解有机物性能及其调控机理。为进一步提升碘氧铋(BiOI)光催化性能,采用碘化银(AgI)掺杂提升BiOI的可见光吸收性能和催化降解有机物性能,具体结果如下。(1).为了更好的了解卤素对于卤化氧铋材料光催化降解性能的影响,我们采用溶剂热法合成了一系列形貌相近的卤化氧铋BiOX(X=Cl,Br,I)纳米片材料,并用XRD、SEM、TEM、PL等手段对所合成样品进行了较为详细的表征。随后,我们在紫外-可见光照条件下用BiOX样品对于橙黄二、亚甲基蓝、苯酚溶液进行光催化降解实验,实验结果表明目标污染物的电荷特性会影响BiOX材料的光催化降解速率。对于电中性的苯酚分子,在BiOX光催化反应体系中的降解符合Eley-Rideal机制,BiOX所表现出的光催化降解速率顺序为:BiOCl>BiOBr>BiOI;对于带负电荷的橙黄二以及带正电荷的亚甲基蓝,它们的降解更加符合Langmuir-Hinshelwood机制,Bi OX对于它们的光催化降解速率顺序亦为:BiOCl>BiOBr>BiOI。通过自由基抑制实验以及自由基捕获实验,可知在BiOX光催化降解污染物过程中起主导作用的活性氧形态是空穴和超氧自由基。而在BiOX体系中生成超氧自由基与羟基自由基的量各不相同,这说明了它们拥有不同的降解机理和降解能力。因此,我们推测空穴所表现出的氧化能力顺序为:BiOCl>BiOBr>BiOI,这与上述Bi OX材料光催化降解目标污染物速率的顺序保持一致。这主要是由于卤素对于BiOX的价带起到了调控作用,即随着卤素原子序数的增加,BiOX材料的价带最大值不断减小,随着价带最大值的改变,材料的带隙结构也不断发生改变,从而改变光生电子和空穴所具有的氧化还原能力,进而影响材料的光催化降解能力。(2).基于(1)中研究知道BiOI为窄带隙半导体材料,在卤化氧铋系族化合物中拥有最广的光吸收范围,但BiOI材料在模拟太阳光照条件下对污染物的降解速率并不理想,这主要是由于其光生载流子分离效率不佳,生成的自由基氧化还原电位较低等因素造成的。因此,为了提高BiOI的光催化能力,我们通过一步溶剂热法将AgI掺杂到BiOI材料中,构建一系列不同Ag-Bi摩尔比的AgI-BiOI复合物,然后对其晶体结构、形貌、表面元素等理化特性做了详细的表征,并在模拟太阳光条件下测试了其光催化降解双酚A的速率。实验结果表明,当Ag-Bi摩尔比为1比8时,AgI-Bi OI(1-8)样品对于双酚A显示出了最快的光催化降解速率,该复合材料的一级动力学反应常数值分别为纯BiOI与纯AgI样品的3.7与14.5倍。与纯紫外或纯可见光照条件相比,在紫外-可见光照射下,AgI与BiOI的协同效应最为显著,极大的提高了AgI-BiOI复合材料的光催化降解能力。这主要是因为在AgI掺入BiOI材料后形成了异质结结构,从而增强了该复合材料的光吸收强度。自由基抑制试验与自由基捕获实验结果表明在AgI-BiOI(1-8)光催化降解体系中起主导作用活性氧形态为空穴与超氧自由基。另外,循环实验以及毒理学试验结果表明该AgI-BiOI(1-8)样品具有很好的稳定性以及较低的生态毒性。结果表明AgI-BiOI复合物是一种有前景的太阳光响应光催化复合材料。