介孔TiO2基复合光催化剂降解水体中典型藻毒素的作用机理研究

水体富营养化过程中产生的藻毒素对人体健康和生态安全构成严重威胁，如何实现水体中微量藻毒素的深度处理与安全控制是污染控制领域的一个重要课题。TiO2光催化技术因能利用太阳能和空气中的氧降解污染物而被认为是最有发展前景的绿色技术之一。本项目针对TiO2可见光降解典型藻毒素时量子效率低、传质效率差的技术瓶颈，拟集成自组装模板技术与半导体耦合技术，探索孔结构、可见光响应和量子效率等因素之间的相互作用规律，进而研制出新型TiO2基复合催化剂；在此基础上，探讨新型催化剂潜在的 "可见光响应-光生载流子分离-表面富集-催化降解"微囊藻毒素活性的协同作用机制，评价其催化活性、稳定性和实际应用的可行性，为发展光催化降解水体藻毒素技术提供理论依据和技术支撑。

水体中藻毒素的深度处理与安全控制是污染控制领域的一个重要课题，TiO2光催化技术因能利用太阳能和空气中的氧而降解污染物而被认为是最有发展前景的绿色技术之一。本项目针对传统的光催化剂不能利用可见光与催化效率较低的等问题，通过蒸发诱导自组装的方法合成了一种具有热稳定性、有序介孔结构的具可见光响应的催化剂（Ce，Zr共掺杂Ti），其中铈的引入可以使TiO2的吸收光谱扩展到可见光区域。相较于TiO2，CeO2-TiO2和介孔CeO2-TiO2，介孔ZrO2-CeO2-TiO2因为有较高的热稳定性而具有较大的比表面积和较好的有序孔结构。因此，可见光下，四种催化剂中的介孔ZrO2-CeO2-TiO2对罗丹明B的光催化降解效果最好。同时基于产物分析，我们提出了介孔ZrO2-CeO2-TiO2光催化降解罗丹明B的降解途径，结果表明介孔ZrO2-CeO2-TiO2是一种有效的可见光响应的催化剂。并在此基础上评价了新型催化剂对微囊藻毒素的催化活性和实际应用的可能性，为发展光催化降解水体中微囊藻毒素提供技术支持和理论依据。