Page 37 - 《精细化工》2022年第12期

第 12 期 张琴琴，等: 钙钛矿型光催化材料的应用现状及进展 ·2403·

泛用作染料废水的处理 [95-96] 。近年来，有色化合物 于光催化降解活性黄 145。结果表明，La 0.5 Ca 0.5 TiO 3
抗紫外和抗氧化能力逐渐加强，所以开发具有高可 在紫外光范围内实现了光催化降解，其降解机理如图
见光活性的光催化剂是一个重要课题 [97] 。 7a 所示。为了提高紫外光利用率 KARAMI 等 [100] 制
钙钛矿材料具备适当的电子结构，可将光响应 备了具有纳米结构的 CsPbI 3 用于光催化降解甲基紫。
段向可见光区移动，因此其对可见光的利用效率较 结果表明，CsPbI 3 带隙较窄，从而在可见光范围内取
高 [98] 。MATHIARASU 等 [99] 制备了 La 0.5 Ca 0.5 TiO 3 用 得较高的催化降解效率，其降解机理如图 7b 所示。

图 7 La 0.5 Ca 0.5 TiO 3 光催化降解活性黄 145 染料机理（a） [99] ；CsPbI 3 光催化降解有机染料的机理（b） [100]
Fig. 7 Mechanism of photocatalytic degradation of reactive yellow 145 dye by La 0.5 Ca 0.5 TiO 3 (a) [99] ; Mechanism of
photocatalytic degradation of organic dyes by CsPbI 3 (b) [100]

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3.2 氨氮废水处理 力，成为去除 Cr 的常用光催化材料，但其在实际
化学工业、农业生产和市政工程产生大量高氨 应用中易氧化，难回收 [112] 。
氮废水，对人类和生态系统构成严重威胁 [101] 。目前
的氨氮处理技术，如离子交换、生物化学法和吸附
等存在反应条件苛刻和二次污染等问题 [102] 。光催化
和光芬顿技术具有操作简单、能源成本低和几乎不
产生污泥等二次固体废物的优势，已经成为潜在高
氨氮废水处理的有效方法 [103-104] 。TiO 2 基光催化剂
是目前用于处理氨氮废水的主要光催化材料 [105] 。
TiO 2 基光催化剂的优势在于可以完全破坏 N—H
键，而对太阳光利用率低的问题仍然限制其在氨氮
废水处理领域的应用 [106] 。

钙钛矿型光催化剂在氨氮废水处理中具有高活 图 8 rG-BiFeO 3 光催化剂降解 NH 3 反应机理 [108]
性和高选择性 [107] 。ZOU 等 [108] 制备石墨烯（rG）负载 Fig. 8 Reaction mechanism of rG-BiFeO 3 photocatalyst
for NH 3 degradation [108]
BiFeO 3 并用于光催化去除氨氮。结果表明，在可见
光下，氨氨去除率达 91.2%，转化产物以 N 2 为主， 钙钛矿型光催化剂具有优良的带隙和能带排
催化剂循环使用 7 次后，活性未减退，其催化机理 列，在光辐射下可以产生强氧化性的电子以还原水
如图 8 所示。KHEN 等 [109] 制备 LaFeO 3 /改性珍珠岩 中六价铬。此外，其稳定性和可回收性优良 [113] 。LEI
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并用于光催化去除氨氮，该材料同样表现出高稳定 等 [114] 制备 CaTiO 3 /TiO 2 用于可见光下还原水中 Cr 。
性和高催化活性。 结果表明，在 400 ℃煅烧下，该材料表现出比其他
3.3 金属离子氧化还原 催化剂更高的光催化活性。ANAND 等 [115] 制备
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铬污染在污水治理中颇受关注。Cr 具有毒性 Bi 0.85 Ca 0.15 FeO 3 用于还原水中 Cr 。结果表明，该材
高、氧化性强、致癌致畸和不可降解的特点 [110] 。光 料具有高稳定性、高还原活性和强吸附性能，其催
6+
3+
催化技术和光芬顿技术可将 Cr 转化为低毒的 Cr ， 化机理如图 9 所示。
具有高效、安全和操作简单等优势，是一种具有潜 3.4 气态污染物净化
力的含铬废水处理方法 [111] 。纳米零价铁具有低成 火力发电和钢铁冶炼等行业伴随着煤炭大量消
本、高活性、大比表面积、强吸附能力和强还原能 耗，导致 CO 2 、SO 2 、NO x 和挥发性有机物（VOCs）