基于核壳/偶联结构磁性光催化复合材料的结构设计与性能研究

水资源污染是全球面临的重大难题，光催化技术是富有深远潜力的污水处理方法之一。然而，使用光催化技术处理污水时存在效率低、光催化剂在反应后难以回收等问题，成为制约该项技术推广应用的主要瓶颈。本项目以磁性光催化复合材料的组成和结构与光催化效率之间的关系为研究对象，对多元半导体材料间的异质结以及形貌和结构与光生载流子的迁移/复合规律进行基础科学研究。具体内容包括：理论分析得出（卤）氧化铋/钨与氧化铁之间可能形成的异质结种类、核壳或偶联结构时可能发生的光生载流子的迁移/复合情况；研制出按理论分析设计的磁性光催化复合半导体材料，对不同结构、组分的产物进行光催化性能表征，进一步指导合成高效的磁性光催化剂；将实验结果与理论预测相结合，得出影响磁性光催化复合材料性能的本质原因。本项目旨在通过揭示影响磁性光催化复合材料光催化效率的规律，为解决光催化剂催化效率及回收难题奠定理论和技术基础。

水资源污染是全球面临的重大难题，光催化技术是富有深远潜力的污水处理方法之一。然而，使用光催化技术处理污水时存在效率低、光催化剂在反应后难以回收等问题，成为制约该项技术推广应用的主要瓶颈。本项目以磁性光催化复合材料的组成和结构与光催化效率之间的关系为研究对象，对氯氧化铋和氧化铁之间的异质结以及形貌和结构与光生载流子的迁移/复合规律进行基础科学研究。取得的具体内容结果包括：(1)研究制备了形貌可控的磁性半导体材料,为构建磁性光催化材料奠基了材料基础;(2)研究制备了BiOX(X=Cl,Br,I)系列光催化材料;(3)研究制备了不同结构的BiOX/磁性材料复合光催化剂,研究(卤)氧化铋/钨与氧化铁之间可能形成的异质结种类、核壳或偶联结构时可能发生的光生载流子的迁移/复合情况;(4) 分析表征了了磁性光催化材料对染料及无色污染物的降解性能,并研究相关的降解机制。通过本项目的研究工作,揭示影响磁性光催化复合材料光催化效率的规律，为解决光催化剂催化效率及回收难题奠定理论和技术基础。