有机污染物种类繁多且化学结构稳定,污染水体后对生态环境造成严重危害。光催化技术作为一种具有重要应用前景的绿色环保技术,越来越多地应用于印染废水、农药废水和抗生素废水的处理。目前,金属有机配位聚合物因其种类多、结构可控、热稳定性好、比表面积大等特点在光催化领域得到了广泛的应用。铋基材料由于带隙窄,是一种很有应用前景的可见光响应光催化剂。然而,结合两种材料优点的铋基配位聚合物报道却很少,对其光催化性能的研究讨论也不多。针对这些问题本文构筑了三类铋基双金属配位聚合物及其衍生物材料,用于水中有机污染物的去除研究。1、应用水热法制备了一种新型铋钴双金属配位聚合物(BiCo-MCP),其分子式为BiCo C₂₁H₁₇N₃O₁₆。材料的晶体结构、形貌尺寸和禁带宽度等是通过单晶XRD、SEM、UV、FTIR和BET等表征手段进行表征。计算禁带宽度约为1.65 e V,将其应用于染料罗丹明B(Rh B)和农药吡虫啉去除研究。考察了p H值及H₂O₂对Rh B和吡虫啉降解的增值效应,揭示了BiCo-MCP光催化降解吡虫啉的反应机理。结果表明:在模拟太阳光照射下,通过改变溶液的p H值,可以将Rh B和吡虫啉的去除率分别提高至98%和75.8%。通过H₂O₂的引入可将吡虫啉的去除率提高至81%。以BiCo-MCP作为光催化剂降解吡虫啉废水,降解产物为无机离子,避免了有机中间体的生成。BiCo-MCP在酸性和中性条件下稳定性好,循环三次仍能保持较好的光催化性能。2、采用水热法制备了铋钴双金属配位聚合物复合石墨烯材料BiCo-MCP/Gr。对其形貌、结构及禁带宽度进行表征。测试BiCo-MCP/Gr禁带宽度约为1.5 e V。以农药杀虫剂吡虫啉和染料Rh B为目标污染物,研究了复合材料BiCo-MCP/Gr的光催化性能。实验结果表明:当Rh B溶液的浓度为10 mg·L^-1,在光照2 h后降解率可达到72.2%。通过调节Rh B溶液p H值至2.3,相同条件下,降解率可达到95.2%,且暗反应15 min去除率就达到70.35%,延长暗反应时间无解吸附现象。增加催化剂用量至1.5 g·L^-1,暗反应阶段30 min内,可实现Rh B完全去除,且循环三次不变。3、通过热解BiCo-MCP制备了一种硅长石型铋钴双金属氧化物,其化学式为Bi_12.7Co_0.3O_19.35。应用XRD、SEM、UV、XPS和BET对其进行了结构、组成、形貌、禁带宽度和比表面积的表征。以Rh B和吡虫啉为目标污染物,研究了不同热解温度和时间对材料组成、形貌和光催化性能的影响。同时设计实验改变目标污染物的p H值,提高目标污染物的降解率,并揭示了不同p H条件下的降解路径及机理。结果表明:700℃下热解30 min制备的材料形貌及光催化性能最好。目标污染物溶液的p H值对光催化性能有很大影响,特别是当p H为1.86或11.0时,吡虫啉的光催化降解率可达到96%以上,而催化降解染料Rh B,则仅需30 min内就可以达到100%去除。吡虫啉在酸性条件下氧化反应起主导作用,降解中间产物为2-氯烟醛;碱性条件下还原反应起主导作用,降解中间产物为2-氯-5-(4,5-二氢-1H-咪唑基)甲基)吡啶。HPLC和TOC测试结果表明,中间产物不稳定,最终矿化成CO₂、H₂O和无机盐。Bi_12.7Co_0.3O_19.35材料的循环稳定性表明,其在碱性条件下非常稳定,三次循环后光催化性能保持不变。4、制备了两种铋基双金属有机氧化物BiMn-MOO和BiCu-MOO,分子式分别为C₁₈H₆Bi₂Mn O₁₃和Bi₃Cu C₁₀H₃N₄O₁₁。采用XRD、SEM、EDS、UV等一系列表征手段对其进行了结构、形貌尺寸和禁带宽度等表征。并将其应用于光催化降解染料亚甲基蓝(MB)、Rh B及新烟碱类杀虫剂吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺的研究。考察了溶液p H值、催化剂用量对材料光催化性能影响。实验表明:两种铋基双金属有机氧化物材料可以实现对三种新烟碱类杀虫剂的有效去除。降解能力与三种杀虫剂的结构有关。研究了影响三种杀虫剂降解率因素,确定最佳降解条件为:催化剂BiMn-MOO用量1 g·L^-1,溶液p H值在2.6以下,吡虫啉、噻虫胺的降解率分别提高至91.9%和81.2%,但噻虫嗪的降解率却下降至40.6%。催化剂BiCu-MOO用量为1 g·L^-1,溶液p H=1.82时,Rh B的降解率可达100%,吡虫啉、噻虫胺的降解率分别达到76.93%和41.23%。5、采用高温热解BiMn-MOO法制备了一种莫来石型铋锰双金属氧化物,其分子式为Bi₂Mn₄O₁₀。应用XRD、SEM、EDS、UV和FTIR等手段对其结构、组成、形貌、禁带宽度进行表征。以吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺为目标污染物,研究了不同热解温度对材料组成、形貌和光催化性能的影响。实验发现,相比于BiMn-MOO、BiMn-MOO500、BiMn-MOO700,BiMn-MOO600展示了最佳的光催化性能,这归因于其表面多孔的形貌和组成。XRD分析得到BiMn-MOO600的组成为Bi₂Mn₄O₁₀复合少量Bi₂O₃,两者都是很好的铋系半导体材料。催化剂BiMn-MOO600浓度为1 g·L^-1,污染物溶液浓度10 mg·L^-1,可见光下反应360 min,吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺的降解率可分别达到48.7%、58.2%和83.1%。通过测试反应前后溶液的TOC和TN发现光催化降解三种新烟碱类杀虫剂矿化率最高可达到74.34%。探究了参加光催化反应活性物质,结果表明:h⁺、·OH和·O₂^-都是光催化反应中的重要活性物质,其活性顺序为·O₂^->h⁺>·OH,揭示了反应机理。催化剂稳定性良好,反应前后形貌和结构未发生变化,循环三次,光催化性能不变。