Page 62 - 《精细化工》2021年第11期

第 38 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.38, No.11
2021 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2021

综论
TiO /MOFs 的制备及污染物降解现状
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郑永杰，卢致瑞，田景芝，杨万丽，荆 涛，赵云鹏

（齐齐哈尔大学 化学与化学工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

摘要：TiO 2 是较为成熟的半导体光催化材料，但因 TiO 2 分散性差、量子利用率低、比表面积小、难回收等问题
难以工业化。多孔金属有机框架（MOFs）的引入可增强 TiO 2 /MOFs 复合材料的光吸收性能，提高电子-空穴对
分离效率和提高回收率。基于 TiO 2 /MOFs 制备时前驱体添加顺序不同，综述了 TiO 2 /MOFs 的 3 种制备方法（即
Ship-in-a-bottle 法、Bottle-around-ship 法、One-pot 法）及 TiO 2 /MOFs 光催化机理与性能影响因素，并探讨不同
MOFs 与 TiO 2 结合的作用机理。最后，对 TiO 2 /MOFs 存在的问题提出建议。
关键词：TiO 2 ；金属有机框架；复合材料；催化降解
中图分类号：O643.36; O644.1; TB332 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 11-2208-11

Preparation of TiO 2/MOFs and current status of
pollutant degradation

ZHENG Yongjie, LU Zhirui, TIAN Jingzhi, YANG Wanli,
JING Tao, ZHAO Yunpeng
（School of Chemistry and Chemical Engineering, Qiqihar University, Qiqihar 161000, Heilongjiang, China）

Abstract: TiO 2 is a relatively mature semiconductor photocatalytic material, but it is difficult to be
industrialized due to its poor dispersion, low quantum utilization rate, small specific surface area and
difficult recovery. The introduction of porous metal-organic frameworks (MOFs) can enhance the light
absorption performance of TiO 2/MOFs composites, improve the separation of electron hole pairs and
improve the recovery rate. Three preparation methods of TiO 2/MOFs (Ship-in-a-bottle method,
Bottle-around-ship method and One-pot method), the photocatalytic mechanism and the factors affecting
performance of TiO 2/MOFs are reviewed based on the different addition order of precursors in the
preparation of TiO 2/MOFs. The binding mechanism of different MOFs with TiO 2 is also discussed. Finally,
some suggestions on the existing problems of TiO 2/MOFs are put forward.
Key words:TiO 2; metal organic frameworks; composites; catalytic degradation

废水中污染物的传统处理方法存在效率低、易造 料有 g-C 3 N 4 [10] 等。在众多的半导体光催化材料中，
成二次污染、运行成本高及适用范围小等缺点 [1-2] 。光 纳米 TiO 2 因氧化性能高、光稳定性好、化学惰性好、
催化技术可利用半导体材料及其衍生物吸收太阳能 无毒、来源丰富等特性而成为理想的光催化材料之
来对环境中有毒有害的污染物进行氧化还原处理， 一 [11-12] 。TiO 2 按晶型不同（八面体 TiO 6 的连接方式
使其转变为无毒无害物质，以实现污染物的降解 [3-4] 。 不同）可分为锐钛矿、金红石和板钛矿 3 种。其中，
因此，光催化降解技术已成为当前废水中污染物处 锐钛矿与金红石最为常见，光催化活性较好（锐钛
理的研究热点之一 [5-6] 。光催化材料中，性能较好的 矿与金红石的禁带宽度分别为 3.2 和 3.0 eV），而板
[9]
[8]
[7]
氧化物有 ZnO 、TiO 2 ，硫化物有 CdS 等，碳材 钛矿因结构不稳定，光催化活性比较弱（禁带宽度

收稿日期：2021-05-13; 定用日期：2021-08-21; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210483
基金项目：国家自然科学基金面上项目（52172092）；黑龙江省教育厅基本业务项目（135309109）；2018 年度黑龙江省省属高校基本
科研业务费科研项目（YSTSXK201850）
作者简介：郑永杰（1964—），男，博士，教授，E-mail：zyj1964@163.com。