1、揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)是一類常見的大氣污染物，其中苯系物類VOCs因具有“三致”效應嚴重威脅人類健康，因此，該類污染物的有效控制已經成為全球亟待解決的重大環(huán)境問題。與傳統(tǒng)的吸附、催化燃燒等大氣污染控制技術相比，光催化技術具有能耗低、去除效率高以及二次污染較少等優(yōu)點，被認為是最具發(fā)展?jié)摿Φ腣OCs控制技術之一。然而，因可見光利用率低而導致的光催化活性差的問題限制了這項技術的廣泛應

2、用，因此，開發(fā)具有可見光響應的高效新型光催化材料成為環(huán)境工程領域的研究熱點和重點。針對該關鍵科學問題，結合配位聚合物材料比表面積大、結構多樣及功能可調等優(yōu)點，本論文以四吡啶基卟啉(TPyP)、四吡啶基卟啉鋅(ZnTPyP)和2-氨基對苯二甲酸為有機配體，構建了四類具有可見光響應的配位聚合物類光催化材料Cu-ZnTPyP、Zn-TPyP、NH2-MIL-101(Fe)和Ag/AgCl/NH2-MIL-101(Fe)，并以氣相甲苯為模型污染

3、物，考察了所制備材料的光催化降解性能，通過原位紅外光譜和電子順磁共振等手段分析了甲苯的降解過程，對該類材料光生電荷遷移機制和光催化降解機理進行了深入的探討。主要研究結果如下:
　　(1)采用CTAB輔助自組裝法制備了正六邊形微塊和微棱柱形Cu-ZnTPyP配位聚合物(Coordination Polymers，CPs)光催化劑。Cu-ZnTPyP CPs的形成主要依靠相鄰ZnTPyP分子的吡啶基團與Zn2+以及ZnTPyP分子與C

4、u2+之間的配位作用，并沿(220)晶面優(yōu)勢生長。CTAB濃度的增加促進了ZnTPyP與Cu2+在軸向上的配位作用，抑制了其在徑向上的生長，當CTAB濃度為10 mM時，形成六邊形微塊結構;當濃度為40 mM時，形成六邊形微棱柱結構。模擬太陽光反應條件下(T=25℃，P=101.4 kPa，t反應時間=8h)，微棱柱形Cu-ZnTPyP CPs對氣相甲苯的降解率為31.4％，高于微塊形Cu-ZnTPyP CPs(27.6％)。
　

5、　(2)采用CTAB輔助自組裝法制備了紡錘形Zn-TPyP CPs光催化劑，平均長度約1.1μm，寬度約0.6μm。紡錘形Zn-TPyP CPs在紫外-可見光區(qū)具有較強的光吸收和光生電荷分離能力，模擬太陽光反應條件下(T=25℃，P=101.4 kPa，t反應時間=8 h)對氣相甲苯的降解率達到56.0％，高于Cu-ZnTPyP CPs(27.6％和31.4％)。原位紅外光譜分析表明，降解過程中伴隨著苯甲酸等中間物種的生成，CO2為最終

6、降解產物。
　　(3)采用溶劑熱法制備了紡錘形NH2-MIL-101(Fe)光催化劑，平均長度約800 nm，寬度約200 nm，沿(911)晶面優(yōu)勢生長。紡錘形NH2-MIL-101(Fe)具有較好的可見光響應性能，禁帶寬度為1.3 eV?？梢姽夥磻獥l件下(T=25℃，P=101.4 kPa，λ＞400 nm，t反應時間=10 h)對氣相甲苯的降解率達到79.4％，高于α-Fe2O3(46.5％)，這歸因于氨基和Fe-O簇的雙重

7、激發(fā)途徑以及配體到Fe-O簇的電子轉移效應提高了可見光利用率并促進了光生電荷的分離。原位紅外光譜分析表明，降解過程中伴隨著苯甲酸和苯甲醇等中間物種的生成，CO2為最終降解產物。
　　(4)通過原位紫外光還原法構建了Ag/AgCl/NH2-MIL-101(Fe)復合光催化材料，Ag/AgCl復合納米顆粒的形成源于NH2-MIL-101(Fe)晶體中Cl-與Ag+的反應以及紫外光的還原作用?？梢姽夥磻獥l件下(T=25℃，P=101.4

8、 kPa，λ＞400 nm，t反應時間=10 h)，Ag/AgCl/NH2-MIL-101(Fe)復合光催化材料對氣相甲苯的降解率達到85.9％，高于NH2-MIL-101(Fe)(79.4％)，這歸因于Ag的等離子共振效應和AgCl、NH2-MIL-101(Fe)三相間的異質結構提高了可見光利用率并促進了光生電荷的有效分離。原位紅外光譜分析表明，降解過程中伴隨著苯甲酸等中間物種產物的生成，CO2和H2O為最終降解產物。電子順磁共振技術