研究显示,在众多消除抗生素的技术中,如吸附,微生物降解,电解,光催化和膜分离等等。在这些技术中,综合吸附和降解被认为是有机污染和重金属离
研究显示,在众多消除抗生素的技术中,如吸附,微生物降解,电解,光催化和膜分离等等。在这些技术中,综合吸附和降解被认为是有机污染和重金属离子净化最有吸引力和潜在作用最大的方法之一。基于半导体的光催化技术被认为是解决当前利用太阳能解决环境问题的有效技术。该技术可以在温和条件下将有机污染物降解并矿化成CO2和H2O。所用的一体化光催化吸附剂如活性炭负载TiO2和钛酸氢纳米纤维具有较高的吸附亲和力和光催化活性以去除有机污染物。然而,基于TiO2的光催化过程存在一些限制其商业化的主要技术障碍,即其可见光的利用率低(λ>420nm),以及对疏水性污染物的低吸附容量,在水悬浮液中的均匀分布以及难以处理的后期的TiO2颗粒的回收。我们的团队在之前已经报道了TiO2颗粒对光催化降解有机污染物的局限性。因此,为了提高TiO2光催化剂在实际应用中对污染物净化的作用,迫切需要开发一种吸收强度大,吸收范围宽广的新型TiO2基复合材料,这种材料应具有效率高,颗粒较大,易于再利用的优良性能。
近年来,多孔材料的孔间隙很大、且其孔的结构可以人为设计,此外多孔材料还很容易改变性质,因此被广泛应用于很多领域。而这其中, MOFs材料(金属-有机骨架)的组成成分大致为有机的粘接剂和多金属氧簇化合物,其晶体的内部结构良好,且具有可裁剪的化学组分、大的比表面积和清晰的孔隙度等优点。因此,MOFs在气体捕捉和存储、有效分离不同化学物、药物传递和催化作用等方面的潜在应用越来越受到人们的关注。不仅如此MOFs还被认为是去除酸性类气体和涂料染料的吸附剂,同时也是光催化作用中的所需的优良光催化剂。比如,Vzeen等人已经证明,因为存在可利用的-OH和-NH2基,并且缺乏Lewis酸位值位点和其本身所具有的高吸附值等特点,所以认为MIL-125(Ti)-NH2是捕获酸性H2S和CO2气体的一种最佳的选择,国际人权组织也报道了纯MIL-125(Ti)可以吸附水溶液中的罗丹明B类物质以及Dan-Hardi等物质(MIL-125(Ti)或Ti8O8(OH)4-(O2C-C6H4-CO2)6),并在紫外线照射下可以观察到酒精吸附引起的可逆光致变色行为。其中,MIL-125(Ti)是一种结晶性二羧酸钛,其具有较大的表面积和基本一致的孔径,还拥有良好的热稳定性和出色的光化学性能。这种材料不仅可以在多孔结构中引入高密度的固定化钛位点,还可以通过各种改进技术调整多孔材料的光催化性能。虽然MIL-125(Ti)具有非常优异的性能,但是纯的MIL-125(Ti)光催化剂依然只在紫外光区有效,其在水溶液中进行光化学操作时会出现不稳定的现象,所以我们希望通过一些手段改善这种情况。
MOFs(金属有机框架)是由分子有机连接体和金属中心形成的一类结晶化合物,由于其在分子水平上的表面积大,结晶开放结构和可调的化学和物理性质等特性,导致MOFs在许多前瞻性的应用中被广泛关注。最近,由于独特的多孔结构和半导体行为,一些MOF被认为是光催化的潜在候选物。例如,ZIF-8用于紫外光下亚甲基蓝的光降解,MOF-5也用于在模拟太阳光照射下光催化降解苯酚。然而,由于其自身的宽的带隙,这些MOFs只能影响占太阳光谱5%比例的紫外光。最近,MOFs也被报道为分散半导体纳米粒子(NPs)的流行宿主基质,其表现出优异的光催化性能。高表面积,笼形效应和MOFs的孔隙可以很好地分散半导体纳米粒子并限制纳米粒子的聚集。另一方面,存在更多活性吸附位点和光催化反应中心。值得注意的是,一些研究人员认为,MOFs与半导体之间的协同效应可以促进电荷分离,这对光催化是有利的。在这些MOFs中,MIL-125(Ti)(Ti)和MIL-125(Ti)类似物由于其非常高的热稳定性和化学稳定性以及优异的水中结构稳定性而引起了越来越多的关注。可以相信In2S3和MIL-125(Ti)(Ti)可以互相利用来抑制单个材料的限制。然而,发现用于光催化应用的MIL-125(Ti)并入In2S3的报道较少。