随着农药的广泛使用,残留农药及其代谢物对农田土壤的污染逐渐引起人们的重视.这类农药及其代谢物可能通过农作物吸收,经由食物链进入生态环境乃至人体富集,从而造成严重的后果.由于农药大部分为有机物, 因此,高效降解有机污染物对土壤农药残留的污染治理具有积极意义.

　　光催化是一种新型的环境污染治理技术, 其中TiO₂材料具有高效、无毒、无二次污染、成本低廉的特点, 且对结构相对复杂的有机物具备良好的光催化降解能力,是应用最为广泛的光催化剂 .由于TiO₂的能量带隙较宽(3.2eV) , 仅能吸收波长小于387nm的紫外光,而紫外光仅占太阳光光谱的5% .因此,TiO₂对太阳光的利用效率较低.

　　此外, TiO₂光量子产率不高, 受光激发产生的光生电子易与空穴复合,限制了TiO₂材料的光催化效率.针对上述问题, 研究人员开展了大量研究( 包括在TiO₂ 表面进行贵金属沉积、复合半导体、掺杂离子、光敏化、表面还原处理、探索新型催化剂等),用以提高 TiO₂ 的光催化活性 。

　　以水热法制备8种 MWCNTsGTiO₂纳米复合材料, 通过 XRD 、SEM 、Raman 、BET 、FTIR 等方法对复合材料进行表征.以罗丹明 B 为降解目标物, 考察 MWCNTsGTiO₂ 纳米复合材料在不同光源辐照下的光催化活性以及 MWCNTs的管径和管长对复合材料光催化活性的影响.结果表明: MWCNTs与 TiO₂结合紧密,TiO₂微粒均匀分散在 MWCNTs上, 引入 MWCN Ts 能提高TiO₂的比表面积, 且不会改变TiO₂的锐钛矿晶相.光催化过程中, MWCNTs 的引入抑制复合材料中光生载流子复合, 进而提高复合材料的光催化效率.紫外光辐照下, MWCNTs 的引入对 TiO₂光催化活性有显著提高; 而在可见光辐照下, 管长较短的MWCNTs 与TiO₂复合后表现出更好的光催化活性, 且 MWC NTs(SM4)G TiO₂表现出最佳的可见光催化活性, 主要由复合材料在紫外光与可见光辐照下不同的光催化反应机制所致.碳纳米管(C NT s ) 材料自发现以来, 因其特殊的物理和化学特性( 如较好的化学稳定性、大的比表面积、极佳的机械性能和光学性能) 受到了研究者的青睐.

　　近年来, 通过引入CNTs 来拓展TiO₂的光响应范围, 进而提高复合材料光催化活性的研究已经在理论和实验上取得了进展.Dai等通过水热法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs )/TiO₂ 纳米复合材料,并研究了其在可见光辐照下的产氢性能.研究表明,CNTs GTiO₂ 复合材料在紫外光和可见光辐照下降解有机物苯 。上述研究说明CNTs与TiO₂的复合能够提高 TiO₂的光催化性能,但关于 CNTs的管径、管长等是否会影响光催化性能的研究则鲜见报道 .笔者通过水热法制备不同管径和管长的 MWCNTsGTiO₂ 纳米复合材料,通过XRD、Raman、SEM、BET 等方法,以有机物罗丹明B作为光催化降解有机农药分子性能的评价物, 结合在不同光源下复合材料光催化降解罗丹明B的性能差异,考察管径和管长对复合材料光催化降解有机污染物性能的影响, 探讨在不同光源辐照下MWCGN TsG TiO₂纳米复合材料的光催化降解反应机制。

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