Page 38 - 《精细化工》2022年第12期

·2404· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

等废气的排放，造成严重的环境污染 [116] 。光催化和 距和费米能级处在活化气态分子最适宜的状态，从
光芬顿技术具有产生二次污染风险低和在温和条件 而有利于气态污染物的去除，但其结构受掺杂元素、
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下能够脱除 1.0×10 数量级浓度的气态污染物等优 反应条件、制备方法和制备过程等因素的影响较大，
势，成为环境友好型烟气净化技术 [117] 。尖晶石可形 容易生成反尖晶石或混晶结构，从而导致催化活性
成异化效应，有利于气态分子的活化，且其晶格间 降低 [118-119] 。

图 9 Bi 0.85 Ca 0.15 FeO 3 的光催化机理图 [115]
[115]
Fig. 9 Photocatalytic mechanism diagram of Bi 0.85 Ca 0.15 FeO 3

钙钛矿型光催化剂可通过对 A、B 和 X 位进行 时，还原产物容易吸附在 TiO 2 的表面，堵塞活性中
掺杂，使得晶格结构畸变，降低带隙，进而提高催 心，从而导致催化剂失活 [127-128] 。
化剂 的光催化活 性 [120] 。 ZHANG 等 [121] 制备了
CaTi 1–x Mn x O 3−δ 用于光催化还原 NO。结果表明，TiO 2
组分可与矿渣中的碱土金属形成钙钛矿结构，导致其
具有较强光响应能力，该催化剂在光辅助 NH 3 的选择
性催化还原（NH 3-SCR）中 NO 去除效率达 93%以上。
将两种钙钛矿型光催化剂复合或与其他半导体
材料形成异质结也可以促进光生载流子的迁移，进
而提高光催化活性 [122] 。LI 等 [123] 制备碳量子点
（CQDs）/SmFeO 3 /凹凸棒石黏土（ATP）复合材料。

结果表明，该材料在太阳光下实现了 NO 的高效降 图 10 CQDs/SmFeO 3 /ATP 作为催化剂光催化降解 NO 的
解，催化活性的增强归因于 Z 型异质结促进光生电 机理 [123]
子和空穴的分离（图 10）。 Fig. 10 Mechanism of photocatalytic NO degradation using
CQDs/SmFeO 3 /ATP as catalyst [123]
3.5 土壤中有机物及重金属去除
随着中国农业化进程加快，农药、化肥施用量 钙钛矿型光催化剂具有强氧化还原能力和可直
的增加及污水灌溉等造成土壤有机物和重金属污染 接利用太阳能的潜力，在修复土壤中有机物和重金
问题 [124] 。多环芳烃类有机物和重金属是土壤中主要 属污染方面具有广阔应用前景。ARMAN 等 [129] 制备
2+
存在的污染物，其具有毒性大、可富集、难治理、 La 0.85 Ce 0.15 FeO 3 光催化降解土壤中的 Pb 。结果表
2+
易转化和难降解的特点 [125] 。土壤是承载有机污染物 明，该材料对 Pb 的去除率达 99%且易于回收利用。
及重金属的重要介质，而光催化和光芬顿技术能将 HERNÁNDEZ-MORENO 等 [130] 制备 WO 3 /NaNbO 3
土壤中难降解有机污染物矿化 [126] 。广泛使用的 TiO 2 降解 2,4-二氯苯氧基乙酸除草剂。结果表明，该材
光催化剂粉末在土壤中易聚集，易被雨水冲刷流失， 料表现出低禁带宽度、低载流子复合率、比纯 WO 3
另外其具有较大的禁带宽度和高载流子复合率，同 和 NaNbO 3 更高的光催化活性，其催化机理见图 11。