哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
摘要
微塑料等有机污染物通过食物链及食物网等方式进入生物体会对其生殖以
及发育过程产生恶劣影响。光催化和光氧化降解等技术方法可以直接利用免
费、无限的太阳能源，降解周期较短且降解产物危害性小，已被证实是一种简
单、高效且可持续的塑料处理方法。但传统光催化材料对有机污染物的降解是
被动的、静态的、随机的。如何增强光催化材料与有机污染物之间的接触效
率、吸附聚集和高效降解以及怎样对催化剂进行高效回收是本领域所面临的科
学难题。近年来，微纳米马达在污水处理领域尤其是对塑料等有机污染物展示
出独特的优势，其运动优势为微塑料等有机水体污染物的处理带来了新思路，
在污水处理过程中，纳米马达可控的运动以及增强流体混合的特性可以在处理
污染物时更为精准且降解效率更高，通过引入磁性也使得微纳米马达的可回收
性得到极大提升。
因此，本课题以TiO为基础，设计并制备了α-FeO@TiO纳米马达，为
2232
了综合提升纳米马达的运动性能以及光催化性能，设计并制备了
FeO@SiO@TiO@Pt纳米马达。并综合对比了两种纳米马达的运动行为以
3422
及光催化降解效果。
实验结果表明α-FeO@TiO纳米马达和FeO@SiO@TiO@Pt纳米马
2323422
达分别展现了增强型布朗运动以及磁控群体运动行为，可以实现对微塑料污染
物的粘附以及收集。针对于刚果红以及罗丹明B所模拟的印染污水，α-
FeO@TiO纳米马达和FeO@SiO@TiO@Pt纳米马达分别在120min内将
2323422
其降解了62%/69%以及79%/87%，针对于PET片状以及颗粒微塑料，α-
FeO@TiO纳米马达和FeO@SiO@TiO@Pt纳米马达分别在7天内将其
2323422
降解了42.17%/44.21%以及36.84%/39.57%。
综上所述，本论文设计了两种TiO2基纳米马达并对其各项性能进行了对
比。FeO@SiO@TiO@Pt纳米马达具备更为优异的运动性能以及光催化性
3422
能，以上研究为微纳米马达在环境修复领域的应用拓展了新思路，开辟了新途
径。
关键词:微纳米马达；二氧化钛；光催化；污水处理；有机污染物降解
I-
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
Abstract
Organicpollutantssuchasmicroplasticsenterorganismsthroughthefood
chainandfoodwebandhaveadverseeffectsontheirreproductionand
development.Photocatalysisandphotooxidationdegradationtechnologiescan
directlyutilizefreeandunlimitedsolarenergy,thedegradati