摘要
抗生素的问世给人们带来很大便利的同时，其滥用也对水环境造成了一系列不良影响，甚至会威胁到整个生态系统稳定。因此，研究高效稳定去除水体中抗生素污染物的方法成为近几年研究热点，光催化技术因其操作简单、降解效率高、反应条件温和、不会产生二次污染的优点逐渐成为处理废水抗生素污染物的有效方法。 CoO是一种具有较窄的禁带宽度（2.2~2.6eV）的p型半导体材料，在可见光范围内有较强的光吸收，且具有较高活性。但CoO纳米粒子会产生严重团聚，导致光生电荷的重新结合而容易失活，因此在很大程度上束缚了其在光催化领域的应用。本文通过将p型CoO与n型半导体复合形成CoO基p-n型异质结复合光催化剂（CoO/BiVO4、CoO/Bi2WO6、CoO/WO3），能有效抑制CoO纳米粒子的严重团聚，来增强其自身稳定性，通过四环素（TC）为目标污染物来评价其光催化活性，并探讨其反应机理。本论文的主要研究内容如下： （1）采用简单的溶剂热法合成了具有微纳米球形结构的无贵金属CoO/BiVO4p-n型异质结。采用XRD、SEM、TEM、UV-vis和XPS等测试手段对样品的形貌、晶体结构、组成和性能进行了研究。30wt%CoO/BiVO4(CO-BVO)异质结的光催化活性最高，在90min内对TC的降解效率可达到87.3%。降解速率分别是纯CoO和BiVO4的3.72倍和2.54倍。光催化活性和稳定性的提高是由于在BiVO4表面修饰CoO，避免了由于严重团聚而导致的失活，通过构建内建电场提高了光生载流子的分离效率。5次循环实验后该催化剂仍具有很好的稳定性，对光催化机理的研究表明，·O2-和h+是光催化体系中的主要物种。 （2）采用溶剂热法制备CoO/Bi2WO6p-n型异质结复合光催化剂。UV-vis紫外漫反射结果表明当CoO和Bi2WO6复合之后，CoO/Bi2WO6异质结的吸收带边出现红移，对可见光响应增强，光吸收能力增强。当CoO和Bi2WO6复合比例为30%时，对40mg/L的TC表现出最佳降解效率（90min，90.7%），通过降解TC可以看到CO-BWO异质结复合光催化剂材料性能明显高于纯CoO和Bi2WO6，降解速率可以达到纯CoO和Bi2WO6的4.23和4.92倍。 （3）通过溶剂热法合成不同复合比例的CoO/WO30D/3D异质结，SEM图像显示WO3颗粒沉积在CoO八面体表面，当复合比例为70%时降解效率最高，可在70min内降解93.8%的40mg/L的TC溶液，CoO与WO3复合形成p-n型异质结，内建电场的形成促进费米能级的移动，降低光生载流子的复合，提高活性物质·O2?、h+和·OH产率。
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