TiO2协同增强ZIF-8光催化降解特性研究

徐 行，杜慧玲，杜 娴，冉宏培，吴 亮，李 卓

(西安科技大学材料科学与工程学院，西安 710054)

0 引 言

随着工业的迅猛发展，大量的工业有机废水进入水体环境中，亚甲基蓝(MB)作为有机物废水中降解较为困难的一种物质，不仅会造成严重的环境污染，还会威胁到人类的健康与生存。随着人们对环保意识的提高，对催化剂的要求也越来越高，开发高效、绿色可降解有机废水的光催化剂越来越重要。在金属氧化物半导体纳米材料中，TiO2颗粒由于其无毒无害、催化能力强、化学性质稳定、价格便宜等优点被广泛应用于处理各种有机污染物[1]。有研究表明，锐钛矿相和金红石相TiO2的最优化质量比大致为7 ∶3时，催化活性达到最大[2]。但TiO2也具有比表面积较小、选择性差、吸附效率低和太阳能利用率低等缺点[3]，其中光生氧空穴和电子在混晶TiO2表面复合的速度高于分离的速度，因此表面吸附能力和载流子的迁移率较低仍然是影响其光催化性能的主要因素。TiO2通过与MOFs材料复合加快空穴-电子的分离速率和载流子的迁移速率来提高太阳光的利用率，增强催化降解能力。Li等[4]通过多功能逐步自组装策略将可调谐MIL-101(Cr)包覆到空心TiO2纳米粒子上，中空TiO2表面的MIL-101由于其优异的H2S吸附性能提高了光催化活性，在紫外光下将H2S光催化降解为H2SO4。Sheng等[5]在NH2-MIL-125(Ti)的框架内通过原位生长形成非晶态TiO2，以TiO2和NH2-MIL-125(Ti)为光催化剂和助催化剂在可见光下催化降解四环素及苯甲醇。但非晶态和锐钛矿TiO2的空穴-电子复合速率快，无法发挥其光催化性能。……