核壳结构NH2-UiO-66@TiO2 的制备及其可见光下的甲苯降解性能研究

周易，欧阳威龙，王岳军，王海强,＊，吴忠标

1 浙江大学环境技术研究所，杭州 310058

2 浙江天蓝环保技术股份有限公司，杭州 311202

1 引言

挥发性有机物(VOCs)，如芳香烃、醇、酯、酮等，是一类常见的室内空气污染物，在室内场所分布广泛，直接威胁着居室住户的身体健康1-3。其低浓度的特性以及封闭空间的限制，让反应条件温和、使用便捷的光催化技术被寄予厚望4-6。然而，目前普遍使用的TiO2光催化剂对光的利用效率低、对污染物的吸附性能差，致使降解效率不理想7,8，制约着该技术的应用。

新型催化剂的开发是解决上述问题的重要途径。具有半导体特性、超大比表面积、合成方法简便的金属有机框架材料(MOFs)日益受到关注，在气体吸附和分离9，光催化产氢10、CO2还原11,12、化学合成13和NOx降解14等方面展现出优异的性能。MOFs巨大的比表面有利于对中间产物的吸附，有望实现污染物的深度降解；部分MOFs材料，如NH2-UiO-66、MIL-125等，能够在可见光波段内激发，提高太阳光谱的利用率。然而，将MOF材料直接用于催化，效果并不理想，主要原因是存在着光生电子利用率低和稳定性不足等问题15。

研究表明，MOF与无机半导体的复合，可以构建电荷转移路径，提高电子和空穴的利用效率。特别是，在MOFs表面原位生长非晶态TiO2层，能够显著提高光催化活性和稳定性16。Wang等人17制备了核壳结构催化剂HKUST-1@TiO2用于异丙醇的降解，HKUST-1可以选择性捕获中间产物，从而提高异丙醇的矿化率。Li等人18在多种MOFs的孔道内原位生长无定形二氧化钛，极大地促进了光生载流子的迁移和分离，提高了光催化性能。……