项目名称：利用TiO₂-磷钼酸杂化体系在可见光驱动下光催化降解有机废水
Visible-Light-Driven Photocatalytic Degradation of Organic Wastewater Using a TiO₂-Phosphomolybdic Acid Hybrid System
参赛Poster
本研究表明 TiO₂-PMA 是一种有前景的可见光驱动有机废水处理光催化剂。PMA 的引入在保持 TiO₂ 结构稳定性的同时，增强了亚甲基蓝的降解效果。该杂化材料表现出良好的活性、准一级反应动力学和稳定的循环利用性，突显了 PMA 辅助界面工程作为可持续废水净化策略的有效性。
通过水热法合成了 TiO₂-PMA 杂化光催化剂，并进行表征，以确认其成功构建并保留 TiO₂ 的结晶性。
选用亚甲基蓝（MB）作为模型有机污染物，评估可见光光催化降解性能。初始浓度和随时间变化的浓度分别定义为 C₀ 和 C₁，通过监测归一化浓度比 C₁/C₀ 随光照时间的变化来评估光催化性能。
TiO₂-PMA 杂化光催化剂的结构和形貌特征证实了其成功构建。XRD 分析表明，引入 PMA 后，锐钛矿相 TiO₂ 的晶相保持良好，未检测到杂质相。SEM、TEM 和 HRTEM 观察进一步表明，杂化材料保持了 TiO₂ 原有的颗粒形貌和清晰的晶格结构，无明显团聚或结构塌陷。这些结果表明 PMA 与 TiO₂ 有效耦合，同时保持了其晶体和形貌稳定性，为后续光催化降解性能提供了可靠的结构基础。
通过监测可见光照射下亚甲基蓝（MB）的降解来评估光催化性能。采用归一化浓度比追踪污染物随时间的去除情况。降解动力学采用准一级模型分析，通过线性回归获得表观速率常数，以比较不同条件下的光催化活性。
考察了不同操作条件下 TiO₂-PMA 杂化材料对亚甲基蓝（MB）的光催化降解。结果表明，催化剂用量、溶液 pH 和初始污染物浓度对降解性能有显著影响。适量的催化剂可提供更多活性位点，从而提高活性；而过量负载会因散射和遮蔽效应降低光利用率。该催化剂在近中性条件下表现良好，适用于实际废水处理。较高的 MB 浓度会因活性位点竞争和光穿透力降低而降低降解效率。动力学和循环实验进一步证实了 TiO₂-PMA 具有稳定的光催化活性和良好的可重复使用性。
此项目成功入围2026 Genius Olympiad决赛
