新型异质结光催化剂可见光降解有机污染物的研究

随着经济的发展和环境污染的加剧，挥发性有机污染物的治理备受关注。相比于传统的治理方法，光催化技术作为一种全新的"绿色技术"，以其低成本、无二次污染、应用范围广的优点受到各国政府的普遍重视，并迅速成为各国产业界和学术界的研究热点。但目前商品化的光催化材料（如P25）大都只能对紫外光产生响应，其应用范围受到了较大的限制。因此，开发高效的可见光响应光催化材料成为了当前光催化研究的热点。本研究项目拟借鉴异质结结构在太阳能电池中的成功应用，构建纳米尺度的异质结复合半导体催化剂，利用其内建电场有效的促进光生电子-空穴的分离，延长载流子寿命，从而开发高性能的可见光催化剂。此外，本项目拟以研制的催化剂为研究对象，对与其光催化性能的相关因素进行研究，以求基本探明影响异质结光催化性能主要因素。这些研究对于后续高性能可见光催化剂的开发以及将来实现可见光高效转换具有重要的意义。

开发新型高效、稳定和廉价的可见光催化剂对于解决环境污染和能源短缺问题具有重要的科学意义和实用价值。本项目主要是采用半导体复合的方法合成了一系列高性能的可见光催化剂，如Bi2O3/CaBi6O10, SmVO4/g-C3N4, DyVO4/g-C3N4, MoO3/g-C3N4。 同时以这些催化剂为研究对象，利用XRD、Raman、FT-IR、BET、DRS等对催化剂的结构、比表面、光吸收性能和光电响应能力进行了系统的表征。并依据这些表征结果，研究了催化剂的构效关系，提出了g-C3N4基复合催化剂的调控制备规律。相关成果在国外SCI期刊上发表论文21篇，申请发明专利5项，授权3项。本项目的研究对丰富光催化学科基础和实现通过催化途径来治理环境污染物都具有重要意义。