摘要
随着世界工业的快速发展，给人类带来了极大便利，但是由此产生的环境污染严重影响人们生产生活。其中水资源污染是社会主要关注问题之一，污染物主要包括纺织厂排放的有机染料，医疗行业滥用的抗生素以及工厂排放的废液等等。有机污染物难以被传统工艺方法完全消除，需要采取新型绿色的光催化降解技术。金属氧化物半导体是光催化降解常用的催化剂，具有结构稳定和形貌可调等特点，在光降解过程中可被具有足够能量的光子激发而生成光生载流子。由光生载流子生成的自由基是光催化过程中主要的活性物质。因此为提高金属氧化物载流子的利用率，可以通过化学刻蚀的方法调变金属氧化物的表面形貌，在晶体表面构建多级结构，制备出具有最佳光催化性能的催化剂。基于此，本论文主要从以下三个方面开展工作： （1）对过渡金属氧化物氧化铁（α-Fe2O3）进行形貌调变，探究其光降解罗丹明B的性能。利用水热法合成对称六棱双锥α-Fe2O3，并探究α-Fe2O3对称结构的最佳合成反应条件及观察晶体由FeOOH变成α-Fe2O3的生长过程。基于化学刻蚀法调变晶体形貌，选用草酸刻蚀对称六棱双锥，将规则对称的晶体结构调变成非对称六棱锥结构并探究刻蚀机理。六棱锥的降解效果未到预期，但非对称结构的形貌演变过程对探索晶体的化学刻蚀有一定的借鉴意义。 （2）对稀土氧化物氧化铈（CeO2）进行形貌调变，改善其光催化环丙沙星的性能。利用水热法合成八面体CeO2，利用扫描电子显微镜（SEM）观察CeO2晶体形貌的变化。此后通过引入双氧水和硝酸对八面体CeO2进行化学刻蚀，利用SEM观察八面体刻蚀过程的形貌变化，优化刻蚀条件，使其表面产生均一的多孔结构。利用显色反应得出氧化铈在双氧水和硝酸溶液中发生的是还原性溶解。对刻蚀前后样品进行光降解性能评估，刻蚀样品均展现出优于母晶的降解活性，其中光刻1h的样品性能最优，表面多孔结构对光催化性能有积极的影响。 （3）对复合金属氧化物铁酸锌（ZnFe2O4）进行形貌调变，探究形貌对光催化亚甲基蓝性能的影响。利用水热法合成八面体ZnFe2O4，通过单因素实验考察八面体晶体合成的最佳条件。选用盐酸对ZnFe2O4母晶进行刻蚀，根据SEM表征结果，不同刻蚀时间条件下所得到的样品展现出不同的刻蚀程度。对刻蚀前后样品的光降解MB性能进行比较，刻蚀24h的样品具有最佳活性，降解速率是母晶1.4倍，刻蚀后的样品仍保留磁性，易于回收。
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