摘要
近年来，随着抗生素的滥用，水体污染日益加剧，也使得越来越多的细菌也产生了耐药性，因此，急需开发能够降解污染物和杀死水体致病菌的新型水污染处理技术。光催化技术作为一种绿色环保的新兴技术为现代水处理提供了新思路。本文构建了基于Bi4O5I2和CdIn2S4的复合型光催化材料。采用多种的表征方法对所制备材料的形貌、晶型、元素组成、光学性质等进行了分析。通过抗菌实验和降解实验评估所制备催化剂的光催化活性。最后，结合表征结果和自由基淬灭实验探讨光催化反应机理。本文研究内容和结果如下: 1.合成了一系列具有不同AgI含量的可见光驱动(VLD)Bi4O5I2/AgI复合光催化剂。在可见光下，通过大肠杆菌(E.coli)灭活实验和四环素(TC)降解实验探讨了不同AgI负载量对光催化活性的影响。结果表明，与原始的AgI和Bi4O5I2相比，具有最佳AgI含量的BOA-3在E.coli灭活实验和TC降解实验中表现出最高光催化性能，能够在30min内降解82%的TC并灭活3x107CFU/mL的大肠杆菌。电化学测试表明电荷分离效率的提高是光催化活性增强的主要原因。催化剂银离子泄漏实验、自由基捕获实验表明h+和?O2-是主要反应活性物质。此外，还考察了催化剂的稳定性。最后结合能带结构，详细讨论了Bi4O5I2/AgI纳米材料的光催化机理。 2.介绍了通过醇热法合成了全光谱光驱动的具有双通道电荷载体转移路径的CdIn2S4/W18O49光催化剂。通过不同的表征分析了材料的形貌、元素组成及光学性质。分别在全光谱光和近红外光下考察了材料灭活E.coli和降解TC的光催化性能。实验结果表明，CdIn2S4/W18O49复合材料比单体表现出更高的光催化活性，增强的光催化性能可归因于Z型异质结与LSPR效应的协同作用显著提高了复合材料的界面电荷转移效率和光吸收能力。此外，LSPR效应能有效地激活分子氧，生成活性氧物质(ROS)，以达到光催化E.coli失活和TC降解的目的。氮蓝四唑(NBT)和对苯二甲酸(TA)转化实验进一步证实了分子氧活化的增强。最后，基于密度泛函理论(DFT)计算，能带理论和实验结果，提出了一种可能的光催化反应机理。
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