【摘 要】
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近年来,由于人口的增加和人类活动引起的水污染、水资源短缺问题变得日益突出。在工业、现代农业和日常生活中大量使用芳香族有机化合物是自然界水体污染物的主要原因。因此,为了解决全球水资源短缺,一方面需要建立节约用水的意识,减少污水排放,另一方面,需要开发新技术,从受损的水中去除这些污染物,并从自然水中收集干净的水。太阳能是一种可再生,无污染的天然能源,是水蒸发、水净化的理想能源,二氧化钛（TiO2）材料
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近年来,由于人口的增加和人类活动引起的水污染、水资源短缺问题变得日益突出。在工业、现代农业和日常生活中大量使用芳香族有机化合物是自然界水体污染物的主要原因。因此,为了解决全球水资源短缺,一方面需要建立节约用水的意识,减少污水排放,另一方面,需要开发新技术,从受损的水中去除这些污染物,并从自然水中收集干净的水。太阳能是一种可再生,无污染的天然能源,是水蒸发、水净化的理想能源,二氧化钛（TiO2）材料化学稳定性高,对绝大多数有机污染物有良好的催化活性。以此为基础,本文构造了一种将光热转换、物理吸附和光催化降解等集成到复合材料中的双功能纯水材料,并研究了如何将TiO2材料改性,以获得更好的光催化性能。具体研究内容包含以下几个方面。（1）天然木材具有廉价易得、无毒环保、结构稳定等特点,具备比表面积大的多孔结构和优良的水运输性能,表面碳化后能够具有优异的光热效应,可以实现高效太阳能海水淡化。将天然白橡木打磨成半球形,并对上端进行表面碳化（w C-s-s）。为获得光催化降解能力,在半球非碳化部分表面采用简单滴涂干燥法负载P25纳米颗粒制备P25/w C-s-s双功能净水材料。光强为1个太阳,辐照5 min,置于水中的复合材料碳化部分表面温度可达56℃,太阳能水蒸发速率为1 kg·m-2·h-1,光热水蒸发效率达70.6%,且具备自除盐能力是有一种稳定的太阳能海水淡化材料。该材料对浓度为10-5M罗丹明B（Rh B）水溶液吸附率约16%,1.5 h内降解率达76%,3 h后可完全降解,故P25/wC-s-s也具有良好的光催化降解有机污染物的能力。（2）TiO2半导体材料禁带宽度大,只对紫外光有响应,然而紫外光在太阳光中占比较低,不利于光催化降解反应的进行。为提高TiO2材料光吸收能力,本研究发展了以NH2-MIL-125为模板的方法,合成了具有更多缺陷和活性位点的锐钛矿型笼状二氧化钛(TiO2-x),然后选用铜卟啉（Cu-TCPP）与TiO2-x通过自组装的方法成功制备了TiO2-x/Cu-TCPP复合材料（T-Cu-T）。因TiO2-x具有大量的缺陷,可以形成Ti-O配位键,诱导Cu-TCPP锚定在TiO2-x上。染料敏化后的TiO2-x在可将光区域也有良好的响应,为研究T-Cu-T光催化性能将四环素（TC）的光催化降解率作为评价依据。T-Cu-T存在下,20 mg/L的TC在可见光照射100 min后降解率达～79%,并在循环实验中也表现出良好的稳定性,为光催化降解水中有机污染物提供了一种新策略。
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