Page 32 - 《精细化工》2023年第6期
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·1182·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 40 卷

            率分别为 68%和 76%，与 TiO 2 （56%）相比显著提                   TiO 2 制备出 TiO 2 @GO 纳米片催化剂，结晶度更高、
            高。掺杂后 Ag 充当良好的电子捕集器，Ag/TiO 2 催                     尺寸更小，并且光生电子从 TiO 2 向 GO 的传输更快，
            化剂的带隙能较 TiO 2 降低了 0.25 eV，可以吸收波长                   可以有效地减少复合中心的产生，提高光诱导电子
            高于 380 nm 的光，这是催化效果增强的主要原因                 [57] 。  和空穴的分离效率。表 2 为近年来基于 TiO 2 的复合
            SHI 等  [58] 在石墨烯（GO）纳米片基质上原位生长                     光催化剂对 MPs 去除的研究结果。

                                     表 2   近年来基于 TiO 2 的复合光催化剂对 MPs 去除的研究
                               Table 2    Recent studies on the removal of MPs by TiO 2 -based photocatalysts
                  催化剂         禁带宽度/eV      微塑料种类和粒径               反应条件          时间/h    降解效率/%      参考文献
              Ag/TiO 2           —        PE: 100~150 μm     254 nm UV            4         68        [43]
              Ag/TiO 2/RGO                                                                  76
                                 —        PE: 100~150 μm     UV                   2        100        [57]
              Ag/TiO 2
              TiO 2/β-SiC        —        PMMA: 105 nm       UV-A                 7         50        [64]
                                          PS: 104、508 nm                                    —
              尿素源 N-TiO 2        3.1      HDPE: 382、814 μm   400~800 nm LED 灯    50      4.65、0.22    [61]
                                          HDPE：3 nm×3 nm                                   1.38
                                          5 nm×5 nm                                        0.97

              蛋白源 N-TiO 2        2.9      HDPE:  >500 μm     400~800 nm 可见光灯     20        6.4        [62]
              蛋白源 C,N-TiO 2      2.9      HDPE:  (725±108)  μm   400~800 nm LED 灯  50      71.8       [63]

                 非金属掺杂可通过对 TiO 2 进行带隙调控和形成                     水速和 pH=6.3 的初始条件下，运行 7 h 聚甲基丙烯
            杂质能级来减小禁带宽度和电子跃迁所需的能量，                             酸甲酯（PMMA）纳米珠的总有机碳（TOC）去除
            拓宽光响应范围        [59] 。碳、氮非金属掺杂具有经济、                 率约为 50%；PS 在低 pH（4~6）和低水速下降解更
            无害等特点，其中 N 元素具有与 O 元素类似的特性，                        快，且颗粒越小降解效果越好。
            如电子极化率、电负性、粒子半径等，这使 N 掺杂                           3.2.2   其他复合催化剂
            成为最有效合成 TiO 2 可见光催化剂的方法之一                  [60] 。      贵金属的沉积和金属离子的掺杂都是对催化剂
            LLORENTE-GARCÍA 等     [61] 以尿素为 N 前体合成了            改性的有效途径       [65] 。贵金属具有优异的催化活性、
            介孔 N-TiO 2 ，对高密度聚乙烯（HDPE）MPs 和低                    生物相容性和环境稳定性。此外，高比表面积和尺寸
            密度聚乙烯（LDPE）MPs 进行可见光光催化反应，                         可调节性，使贵金属在光催化领域具有潜在价值                     [66] 。
            结果表明，HDPE MPs 和 LDPE MPs 的降解遵循伪                    TOFA 等  [46] 在 ZnO 表面沉积铂（Pt）纳米颗粒后发
            一级反应动力学方程，降解效果受 MPs 的尺寸和形                          现氧化电位比 ZnO 提高了约 13%，光催化 175 h 后，
            状的影响，颗粒越小、比表面积越大越容易降解。                             羰基和乙烯基数量分别提高了 13%和 15%。当 Pt
            ARIZA-TARAZONA 等      [62] 分别用贻贝蛋白质和尿              分散在六方 ZnO-NPs 上时，可见区光吸收率提高了
            素为 N 前体合成了 N-TiO 2 用于可见光下光催化降                      78% [64] 。LAM 等 [67] 以芙蓉叶为原料，通过绿色溶液
            解水中的 HDPE，贻贝蛋白源 N-TiO 2 的禁带宽度                      法制备 Fe 修饰的 ZnO 颗粒，得到的 Fe-ZnO 带隙值
            （2.9 eV）比尿素前体 N-TiO 2 （3.1 eV）更窄，具                 较 ZnO 减小了 0.14 eV，催化活性位点增加，具有
            有吸收波长 427 nm 光的能力，并且证明了水是光                         更好的磁性和光学性能；制备的 Fe-ZnO 复合材料
            催化驱动活性氧物质生成降解微塑料的必要条件。                             （LDPE/Fe-ZnO）在可见光下对 LDPE 的降解效率
            ARIZA-TARAZONA 等     [63] 进一步合成了 C,N-TiO 2 ，       为 41.3%，显著高于纯 LDPE（6.1%）和 LDPE/ZnO
            探究光催化降解 HDPE 过程中的活性物种的作用，                          （16.1%）的降解效率。半导体复合也是提高光催化
            结果首次揭示了光生电子参与生成的•OH 在微塑                            性能的重要途径，ACUÑA-BEDOYA 等             [68] 首次使用
            料降解中起着至关重要的作用，并且从反应系统中                             阳极氧化获得的 Cu x O 可见光下催化降解 PS-NPs，
                              –
                        –
                   +
            捕获 h 和•O 2 后，e 和•OH 的存在也可以引发降解                     由于 Cu 2 O/CuO 的混合组成和多孔结构减少了电子
            反应。                                                和空穴对的复合，反应进行 50 h 后 PS 质量分数降
                 为了进一步解决非均相塑料颗粒污染问题，                           低至 23%，实现了高达 15%的矿化。
            ALLÉ 等  [64] 将 TiO 2 -P25/β-SiC 泡沫光催化剂应用到              氮化碳（CN x ）以无毒、稳定、低成本的特性，
            流动式光反应器中，用于去除废水中的纳米塑料。                             被认为是可替代 TiO 2 的光催化剂          [69] 。在氰酰胺官能
                                 2
            结果表明，在 112 W/m 的辐照强度、10 mL/min 的                   化的 CN x 上合成的 Ni 2 P 有效促进电荷分离并提高了
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