现代工业生产的塑料产品在极大地便利了人们日常生活的同时,也带来了严重的环境污染问题。塑料在自然环境中降解缓慢,会持久对环境产生影响。塑料垃圾在环境中经过长时间的光照、侵蚀、风化等作用下分解成小碎片或颗粒——微塑料。微塑料作为一种新兴污染物,近些年开始走进了人们的视野。水体中的微塑料极易通过食物链进入人体,对人类的生命健康造成潜在威胁。因此,水环境中微塑料的去除是刻不容缓的。目前,以光催化为代表的的高级氧化技术已被证明可有效去除有机污染物,使其成为解决微塑料污染问题的可行方法。它可以产生羟基自由基(~·OH)和超氧自由基(~·O_2~-)等强氧化性自由基将微塑料彻底矿化为H_2O和CO_2,实现对微塑料的彻底去除。但是现有的光催化技术对微塑料降解有限,催化剂带隙大,光生电子和空穴极易复合,且多在紫外光下进行降解等问题,阻碍了进一步的应用。因此,探索性能更加优异且能在可见光Cicindela dorsalis media下进行降解的高效光催化剂,是未来光催化技术的发展方向。层状双氢氧化物(Layered double hydroxides,LDHs),又称水滑石。本研究利用其热稳定性高、主板阳离子可调等优势,制备了多种复合光催化材料,并首次应用于聚苯乙烯(PS)和聚乙烯(PVP-16分子式E)微塑料的降解,主要研究内容和结论获悉更多如下:(1)制备了分别以镁铝水滑石和锌铝水滑石为载体,TiO_2为负载物质的TiO_2@MgAl-LDH和TiO_2@Zn Al-LDH负载体系光催化剂。表征结果证明TiO_2@MgAl-LDH的结晶度更高,带隙更小,拥有更好的光催化活性。在紫外光下分别对水中不同粒径的聚苯乙烯(PS)和聚乙烯(PE)进行光催化降解时,TiO_2@MgAl-LDH比TiO_2@Zn Al-LDH的降解效果更好。pH=7,催化剂投加量=1 g/L,光照时间为200 h时,TiO_2@MgAl-LDH对较小粒径的PS3和PE3微塑料的降解率可以达到78.6%和63.8%,MgAl-LDH与TiO_2产生的异质结抑制了空穴与光生电子的复合,有效提高了光催化活性,使降解率远高于空白对照组的39.6%和33.8%。且微塑料的粒径越小,降解效果越好。(2)通过调控金属阳离子种类,利用共沉淀法制备了四元镁铝基水滑石复合光催化材料CuMgAlTi-RLDH,其对可见光有较强的响应,范围也较广。在可见光下对水中的PS和PE微塑料进行光催化降解时,发现在可见光照射300 h和200 h后,PS和PE微塑料的平均粒径比初始粒径分别减少了54.2%和33.7%。引入的新金属元素铜和钛增加了激发电子的复合位点,抑制了光生电子与空穴的复合,从而提高了催化剂的光催化活性。(3)降解实验完成后,通过分析反应前后微塑料的物理化学变化特征以及降解过程中生成的中间物质,并通过自由基淬灭实验揭示了微塑料在光催化反应体系中的降解机理:FTIR、SEM、GC-MS和显微镜证实了微塑料在降解过程中,聚合物的表面最先受到催化剂产生的活性物质(~·OH和~·O_2~-)的攻击,并随着降解时间的延长,微塑料的聚合物分子链断裂,从大分子量的高聚物转化为小分子量的低聚物,并产生酮、醛、酯等含氧中间体。可挥发性中间产物的损失致使塑料表面产生褶皱、裂缝和空腔,微塑料从大颗粒物质破裂成小颗粒物质甚至被降解为溶解性有机物,直至被降解成CO_2和H_2O。