多酸、金属铂共负载BiOBr三元复合光催化体系的构建及其深度降解农药的机理研究

Control of pesticide pollution and reduce pesticide residues have become a hotspot of environmental protection. Heterogeneous photocatalysis because of the kind of through reaction at room temperature can use the sun to excite catalysts, subsequently a series of oxidation-reduction reaction was driven, so it become one of the most promising pollution treatment technology. This project was aimed to prepare a series of platinum/H3PW12O40/BiOBr ternary composite photocatalyst by the hydrothermal method combined with photoreduction method. Due to the introduction of H3PW12O40 and metallic platinum, this kind of composite material possess of higher quantum efficiency, lower band gap and larger specific surface area compared with the traditional photocatalyst TiO2, and it shows excellent catalytic activity under simulated sunlight or visible light irradiation, presenting important research value and broad market prospects for development. Select the typical organic pesticide atrazine, carbofuran, paraquat and pentachlorophenol sodium as the target pollutant, photocatalytic performance and the mineralization ability of the ternary composite photocatalyst will be examined, Focus on the new ternary composite photocatalyst for the degradation of pesticides mechanism and path. Through theoretical calculation and characterization, this paper discusses the relationship between the microstructure and the photocatalytic activity, to promote the photocatalytic theoretical basis for practical application in pesticide wastewater treatment and provide technical support.

控制农药污染、降低农药残留已成为环境保护的一个热点问题。多相光催化以其在室温深度反应以及可利用太阳光来激发催化剂，并驱动一系列氧化–还原反应而成为一种最有发展前景的污染治理技术。本项目拟通过水热法结合光沉积的方法制备出一系列铂/多酸/溴氧铋三元复合光催化剂。由于多酸和金属铂的引入，此类复合材料解决了传统光催化剂二氧化钛在实际应用过程中存在量子效率低、带隙能高、比表面积小等问题，在模拟太阳光或可见光条件下显示出优异的光催化活性，具有重要的研究价值和广阔的市场开发前景，选取具有代表性的有机农药（阿特拉津、呋喃丹、百草枯和五氯酚钠）为目标污染物，考察三元复合光催化剂的光催化降解性能和对农药的矿化能力，重点研究新型三元复合光催化剂对农药的降解机理和路径。通过理论计算和分析表征手段，探讨光催化剂的微观形貌与光催化活性之间的关系，为推动光催化在农药废水处理中的实际应用奠定理论基础和提供技术支撑。

多酸在光催化化学中具有重要的研究价值，特别是在光催化降解有机污染物中效果显著。设计和制备环境友好型光催化剂并研究其光催化降解农药废水的过程，这在环境污染物控制方面具有重要意义。. 本项目采用溶剂热结合光沉积技术成功合成一系列以溴氧铋为代表的具有可见光响应的纳米光催化材料：H3PW12O40/BiOBr，Pt/H3PW12O40/BiOBr，通过控制反应体系的合成条件，控制合成光催化剂的晶型、组成，得到纳米片、微米球、微米花和球形微米花等不同形貌的光催化剂；选取农药阿特拉津、百草枯、酚类化合物和染料的典型代表为目标污染物，系统评价所制备光催化材料的光催化活性；结合各种表征手段，揭示对光催化材料所做的修饰改性与增强的可见光催化降解活性之间的关系，分析污染物降解路径和机理。实验证明所采用的多酸掺杂和贵金属沉积等手段能够有效地抑制光生电子和空穴的复合，提高量子效率，扩宽光吸收范围，提高可见光利用率。该类催化剂中空穴（hVB+）和羟基自由基（OH•）是反应过程中起主要作用的活性物种。以上研究结果可为开发新型可见光响应的光催化材料，为推动光催化在农药废水处理中的实际应用提供可借鉴的经验和技术。. 项目资助发表论文4篇，其中期刊论文2篇，会议论文两篇，此外，1篇论文已被接收，另有两篇在整理中；在项目执行期间，参加国内学术3次，培养硕士研究生3名，另外指导5名本科生完成大学生科研训练计划（SRTP）一项，研究内容与本项目直接、密切相关。基于科研反哺教学的思路，在本科《法医毒物分析》实验课，新开设了一个实验项目：用离子色谱法检测饮料中的亚硝酸盐的含量。其次，在本科《法医毒物分析》课程中，特别讲授这一内容：采用气相色谱-质谱联用技术检测水样中的阿特拉津的含量。.