0D/2D异质结复合光催化剂的构建及其对四环素类抗生素废水光解行为与降解机理的研究

In this work, the composited photocatalysts of 0D/2D vanadate quantum dots/MoS2 heterojunction composite photocatalyst which used to degrade the tetracycline antibiotics will be prepared by the liquid phase ultrasonic method, ion intercalation method, mechanical stripping method and in-situ growth method. The effects of different synthesis conditions on the microstructure of composite materials will be investigated; the surface properties, crystal structure, stability and photoelectric properties of the 0D/2D vanadate quantum dots/MoS2 heterojunction composite materials and the dynamic/thermodynamic behavior of photo-degradation tetracycline antibiotics will be studied, the transferred processes of photoelecrtons in the interface of the 0D/2D vanadate quantum dots/MoS2 heterojunction composited photocatalysts will be discussed. It will be further illuminated the enhanced photocatalytic mechanism of 0D/2D vanadate quantum dots/MoS2 heterojunction composited photocatalysts and established the corresponding model.

本课题以四环素类抗生素为研究对象，将液相超声震荡法、离子插层法、机械剥离法和原位生长法结合，制备0D/2D钒酸盐量子点/MoS2异质结复合光催化剂。主要考察了不同合成条件对复合材料微观结构的影响；研究0D/2D钒酸盐量子点/MoS2异质结复合材料的表面特性、晶体结构、稳定性及光电特性及0D/2D钒酸盐量子点/MoS2纳米片异质结复合光催化剂对四环素类抗生素光催化降解的动/热力学行为；通过电子在复合光催化剂界面的迁移特性，深入研究0D/2D钒酸盐量子点/MoS2纳米片异质结复合光催化剂光催化降解的机理并建立相应的模型。

虽然近年来对半导体纳米晶异质结光催化材料及降解过程中的协同调控体系的构建技术已取得了突破性进展，但开展 0D 钒酸盐量子点/2D MoS2 纳米片异质结复合光催化剂的制备，并将其应用于四环素类抗生素废水的研究仍备受关注。针对课题研究内容和预期目标，我们通过超声搅拌剥落法、原位生长法和水热法等方法制备了0D/2D异质结复合纳米材料，深入研究了0D/2D异质结复合纳米材料耦合方式与界面现象的关系；0D与2D 之间电子的传输过程及迁移速度以及对四环素光催化降解的机理。为开发具有实际应用价值的理想光催化材料奠定了理论基础和结构体系。在项目的执行期间，获得了大量有价值的研究成果，目前已发表与项目相关SCI论文10篇，申请专利3项。