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远洋运输船舶压载水随意排放,会严重破坏海洋生态平衡。光催化技术有望被应用于压载水净化。ZnW04可以被用来灭活海洋微生物,这是由于ZnW04价带电位较高,可产生羟基自由基,此外,这种材料还具有良好的化学稳定性。但由于光生载流子复合效率高,严重限制了 ZnWO4的应用。本文使用含有共轭π结构的材料对ZnWO4进行改性,提升了其在光催化、光电协同催化体系中对海洋微生物的灭活效率。主要研究内容如下:1.使用ZnWO4灭活海水中小球藻,确认了 ZnWO4在光催化体系中具有灭活海洋微生物的效果。利用g-C3N4修饰,提升了 ZnWO4光催化活性。当g-C3N4含量为5wt%时,复合材料表现出最优的光催化性能。但实验结果表明ZnWO4羟基自由基产率仍需进一步提升。2.光电协同可以有效促进材料光生载流子的分离,减少灭活所用时间。外加偏压为3V时,ZnW04电极完全灭活反应体系内小球藻的时间为10min,比光催化体系的灭活时间缩短了 20min。ZNWO4不同晶面对OH-吸附能不同,导致羟基自由基产率不同。ZnWO4暴露(011)晶面比暴露(010)晶面具有更高的催化活性。3.利用氧化石墨对ZnWO4阳极进行修饰,进一步提升ZnWO4对小球藻灭活效率。实验结果表明,外加偏压大于2V时,阳极析氯反应加剧,不利于灭活海洋藻类微生物。GO/ZnWO4在2V偏压下,完全灭活反应体系内小球藻的时间为8min,比纯ZnWO4的灭活时间缩短了一半。4.利用g-C3N4作为光电协同反应的阴极材料,利用阴极氧还原反应灭活小球藻。实验结果表明,g-C3N4作阴极材料,施加0.7V偏压,阴极将发生氧还原反应,产物为H202,可使灭活时间缩短三分之一。这项工作表明开发高效2电子氧还原催化材料是提升光电协同体系灭活海洋微生物效率的有效手段。