摘要
近年来，随着人类社会的迅速工业化，水环境污染问题日益严重。光催化技术是一种绿色、环保、经济可行的废水处理技术。卤氧铋(BiOX,X=Br、I)作为光催化剂具有酸碱适用范围广、易制备和耐腐蚀等优点。但光生载流子寿命短与可见光响应范围有限阻碍了其实际应用。本文通过异质结构建、形貌控制以及晶面调节等方法对BiOX进行改性，并将改性后的BiOX基光催化剂与过一硫酸盐(PMS)耦合形成双效体系，进一步提高水体中有机污染物的降解效率，具体研究如下: (1)通过调节溴碘比(Br/I),以乙二醇(EG)为前驱液，利用一步溶剂热法合成具有氧空位(OVs)及显著(110)晶面暴露的BiOI/BiOBrS型异质结。通过XRD、XPS、FTIR、Raman、EPR、瞬时光电流等表征方法对样品的性质进行了分析。相较于纯相BiOI和BiOBr,BiOI/BiOBr在90min内对苯酚的降解效率分别提高25％、68％。同时，其对环丙沙星(CIP)、罗丹明B(RhB)也具有良好的去除效率。说明在S型异质结、OVs及(110)晶面的协同作用下可有效促进光催化剂光生载流子的分离效率和1O2的生成。 (2)以聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K40)为表面活性剂，通过改变合成过程中PVP的投加量以及前驱液(乙二醇、无水乙醇、超纯水)制备了具有(001)晶面和窄带隙的BiOI-pvp。在可见光照射下，120min内其对苯酚降解效率为93.2％,相较于纯相BiOI降解效率提高28％。结合表征和自由基淬灭实验发现，BiOI-pvp具有比纯相BiOI具有更窄的带隙、更高效的光生电子与空穴(e--h+)分离效率，进而提升光催化活性。 (3)为了在上述研究的基础上进一步提高有机污染的去除率，将降解效果最佳的BiOI/BiOBr和BiOI-pvp分别与PMS耦合形成BiOX+PMS双效光催化体系。在可见光照射下，10min内BiOX+PMS双效光催化体系对苯酚的降解效率最高为92％,与相同时间内的单一光催化降解过程相比效率可提高70％以上。此外，还探究了PMS剂量、污染物的浓度、温度以及初始pH对BiOX+PMS双效光催化体系降解效果的影响，并研究了其对氧氟沙星(OFL)、CIP和RhB的降解效果。最后，通过自由基淬灭实验与ERP测试发现，双效光催化体系中主要通过非自由基途径，以h+与1O2为主要活性物种(ROS)降解有机污染物。综上所述，本研究通过对BiOX进行改性并构建经济、高效的BiOX+PMS双效光催化体系为水体中难降解有机污染的去除提供了新的思路。
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