廢棄口罩基ZIF-8/Ag/TiO2復合材料的制備及其光催化降解染料性能

張雅寧， 張 輝， 宋悅悅， 李文明， 李雯君， 姚佳樂

(1. 西安工程大學 紡織科學與工程學院， 陜西 西安 710048； 2. 西安工程大學 功能紡織材料研究中心， 陜西西安 710048； 3. 西安工程大學 省部共建智能紡織材料與制品國家重點實驗室(培育)， 陜西 西安 710048)

紡織印染廢水中大都含有一些難以生物降解的染料[1]，這些染料主要由輔助色素(水溶性化合物)和生色團(賦予顏色的化合物)組成，嚴重時會造成水質惡化[2]。目前，去除水體中染料的方法主要包括物理法、化學法和生物法3種，其中：物理法成本較高，處理劑再生困難；化學法產生的污染物易造成二次污染；而生物法對染料具有專一性，效率較低[3]。

全球新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫情的爆發使人們對口罩需求量劇增[4]。其中一次性醫用口罩使用量巨大，我國一次性醫用口罩日均產量高達2億只。按照每只口罩5 g計算，預計每天約產生1 000 t的廢棄物[5]，因此，如何處理或利用廢棄一次性醫用口罩是當務之急。廢棄一次性醫用口罩主體材料為聚丙烯(PP)，回收途徑包括機械共混、化學改性、可控降解、物理加工改性等方法。目前，使用廢棄一次性醫用口罩制備光催化劑用于染色廢水處理相關研究還很少[6]。

金屬氧化物半導體材料具有光催化活性，能夠用于光催化降解有機污染物，TiO2應用最廣泛，具有無毒、無害，化學性質穩定、成本低的優勢，但帶隙較寬，光催化效率比較低[7-8]。將半導體材料與金屬有機框架(MOF)材料復合可以增加材料的比表面積，而且光激發的半導體與MOF之間還會發生電荷轉移，因此，有利于抑制半導體中的電子-空穴對復合，延長電荷載流子壽命，提高催化活性[9]。較傳統沸石、活性炭材料，MOF材料具有更加多樣化的結構和高度可調的孔徑，比表面積通常在1 000～7 000 m2/g之間，有利于污染物分子在活性位點周圍吸附和集中以及后續的催化分解[10]。

研究表明，具有沸石拓撲結構的ZIF-8是由咪唑環與配位Zn2+離子構成，化學和熱穩定性良好，富含氮、碳源，孔隙規則，孔徑在0.4～0.5 nm之間，并且含有大量的酸、堿基團，有助于在水中保持穩定的結構，能夠有效吸附、分離污染物[11-12]。與TiO2構成的異質結比單獨的TiO2或ZIF-8光催化性能更好，是因為其更大的表面積抑制了電子-空穴對的重組[13]。例如，在TiO2空心納米球表面負載ZIF-8，可高效產氫[14]；TiO2與ZIF-8組合通過靜電紡絲得到的復合材料具有高的光催化分解能力[15]；ZIF-8納米顆粒沉積到金紅石型TiO2基底上，較純銳鈦礦型TiO2，其反應速率可提高21.7倍[16]；此外，ZIF-8/TiO2納米復合材料還能夠將CO2光催化還原為CH4和CO[17]。

本文將采用化學共沉淀和煅燒技術將制備的ZIF-8/Ag/TiO2異質結負載到廢棄的口罩表面，用于可見光輻照光催化降解染料，并對所制備的光催化劑和口罩復合材料進行結構分析，測定了可見光輻照光催化降解染料性能，進一步探討了ZIF-8/Ag/TiO2異質結光催化活性機制。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

實驗用口罩選用廢棄一次性口罩，材質為聚丙烯(PP)，尺寸為17.5 cm×9.5 cm，3層。

化學試劑：硝酸鋅六水合物(Zn(NO3)2·6H2O)，天津市大茂化學試劑廠；2-甲基咪唑(C4H6N2)、鹽酸多巴胺(C8H11NO2·HCl)、亞甲基藍(MB，C16H18ClN3S)，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；硝酸銀(AgNO3)，上海精細化工研究院；鹽酸(HCl，質量分數為37%)、鈦酸四丁酯(C16H36O4Ti)，南京化學試劑股份有限公司；三羥甲基氨基甲烷(Tris，C4H11NO3)，上海山浦化工有限公司；無水乙醇(CH3CH2OH)、甲醇(CH3OH)，天津市富宇精細化工有限公司；剛果紅(CR，C32H22N6Na2O6S2)，天津市博迪化工有限公司；二氧化鈦P25，上海麥克林生化科技有限公司。實驗用水為去離子水。

1.2 試樣制備

1.2.1 ZIF-8顆粒制備

ZIF-8顆粒采用化學共沉淀法制備[18]，將2.94 g的硝酸鋅六水合物溶解到200 mL甲醇溶液中，隨后加入6.5 g的2-甲基咪唑，磁力攪拌2 h。當溶液由透明逐漸變成乳白色時，置于11 000 r/min轉速下離心，將沉淀物用甲醇浸泡4 h，用去離子水重復洗滌3次，每次30 min。最后于70 ℃干燥6 h，得到ZIF-8顆粒，研磨后備用。

1.2.2 ZIF-8/Ag/TiO2異質結制備

首先，將0.2 g的ZIF-8顆粒添加到80 mL濃度為0.2 mmol/L的硝酸銀溶液中，黑暗環境中冰浴超聲波處理(28 kHz、100 W)60 s，然后真空抽濾，用無氧去離子水洗滌2～3次，每次10 min，于80 ℃真空干燥可得ZIF-8/Ag顆粒。然后配制80 mL濃度為3 mmol/L的鈦酸四丁酯無水乙醇溶液，加入ZIF-8/Ag顆粒，超聲波處理5 min再磁力攪拌4 h，產物于11 000 r/min轉速離心后真空冷凍干燥得到ZIF-8/Ag/TiO2顆粒。最后，將0.05 g的ZIF-8/Ag/TiO2顆粒在真空條件下于400 ℃煅燒3 h去除有機物，升溫速率為5 ℃/min，自然降溫得到ZIF-8/Ag/TiO2異質結。另外，在ZIF-8不吸附硝酸銀僅包裹TiO2時制備得到ZIF-8/TiO2顆粒。

1.2.3 PP/ZIF-8/Ag/TiO2復合材料制備

按照浴比為1∶80，將收集的廢棄一次性口罩浸泡在質量濃度為5 g/L的氫氧化鈉溶液中，在100 ℃條件下處理45 min，用無水乙醇和去離子水各漂洗10 min，于80 ℃烘干備用。

將0.242 g的Tris溶解在150 mL去離子水中，用37%的HCl將溶液pH值調至8.5，隨后定容到200 mL容量瓶中，置于4 ℃冰箱中保存。在50 mL的Tris溶液中添加0.1 g的鹽酸多巴胺，得到鹽酸多巴胺-Tris混合溶液。

將5 cm×5 cm口罩過濾層浸泡在上述多巴胺混合溶液中機械攪拌10 min，取出瀝干備用。將0.2 g的ZIF-8/Ag/TiO2異質結加入到50 mL去離子水中，超聲波處理30 min分散均勻。將浸泡多巴胺的口罩添加到ZIF-8/Ag/TiO2混合溶液中，機械攪拌12 h后撈出于80 ℃烘干。最后用無水乙醇和去離子水各清洗3次，每次10 min，于60 ℃干燥得到負載ZIF-8/Ag/TiO2異質結口罩復合材料(PP/ZIF-8/Ag/TiO2)，口罩質量增加率為2.8%。

1.3 結構表征和性能測試

用Quanta450FEG+X-MAX50型掃描電子顯微鏡(美國FEI公司)觀察樣品表面形貌，電壓為20 kV。

用MiniFlex600型X射線衍射儀(日本理學公司)分析樣品的結晶結構，掃描范圍為5°～60°，掃描速率為8(°)/min，加速電壓為40 kV，電流為40 mA，根據Scherrer公式[19]計算顆粒粒徑：

D=kλ/β×cosθ

式中：D為顆粒粒徑,nm；k為常數，取值為0.89；λ為X射線波長，取值為0.154 056 nm；β為半高寬，rad；θ為Bragg角，(°)。

用JEM-2100F型透射電子顯微鏡(日本電子株式會社)觀察樣品微觀結構，并用FEI TecnaiG2F20型發射透射電子顯微鏡對樣品進行元素面掃描分析。

用GeminiVII2390型比表面積分析儀(美國麥克公司)測定樣品比表面積和孔徑大小，溫度為77 K。

用AXISULTRA型X射線光電子能譜儀(日本島津公司)分析樣品表面化學元素，采用Al靶Kα射線，光子能量為1 486.68 eV，功率為100 W，真空度優于1.33×10-6Pa。

用Lambda950型紫外-可見分光光度計(美國珀金埃爾默股份有限公司)分析樣品光學性能，掃描范圍為250～800 nm，積分球直徑為150 mm，掃描速率為240 nm/min。根據Tauc公式[20]計算ZIF-8和ZIF-8/Ag/TiO2異質結的光學帶隙：

αhv=(hv-Eg)n/2

式中：α為吸收系數；h為普朗克常數，6.626×10-34J·s；v為光子頻率，Hz；Eg為材料的帶隙，eV；n為電子躍遷性質常數(異質結主要成分為ZnO屬于間接半導體，n=2)[20]。

用EscaLab 250Xi型紫外線光電子能譜儀(美國賽默飛世爾科技公司)分析樣品電子能帶，輻射源為He I光源(激發能量為21.2 eV)。根據下式可計算材料的功函數：

φm=hv-Ecut-off

式中：φm為材料的功函數，eV；hv是激發光源He I能量，為21.2 eV;Ecut-off為材料的截止能量，可由紫外光電子譜(UPS)高結合能區直線部分外推至零得到[21-22]，eV。材料的價帶可由UPS低結合能區外推至零得到。

用STA 449F3型熱重分析儀(美國耐馳公司)測定樣品在25～800 ℃范圍的熱失重曲線，氮氣保護，升溫速率為10 ℃/min。

1.4 染料吸附和光催化降解性能測定

用CEL-PCRD300-12型光化學反應儀(北京中教金源科技有限公司)測定口罩基復合材料和顆粒樣品的光催化降解亞甲基藍、剛果紅染料性能。將PP/ZIF-8/Ag/TiO2(或10 mg顆粒樣品)添加到30 mL質量濃度為10 mg/L的亞甲基藍(或30 mg/L剛果紅)溶液中，黑暗吸附平衡后(口罩120 min，顆粒60 min)用光功率密度為132 mW/cm2的可見光進行照射，每隔一定時間取5 mL溶液于11 000 r/min離心10 min，取上清液測定吸光度。為了探究其降解性能，根據光催化反應滿足一級反應動力學方程[23]計算染料降解表觀速率常數以評價光催化材料的降解性能，并根據公式計算降解率。

ln(Ct/C0)=kt

D=(1-Ct/C0)×100%

式中：C0和Ct分別為輻照前、后染料溶液的質量濃度，mg/L；k為染料降解表觀速率常數，min-1；t為輻照時間，min；D為降解率，%。

2 結果與討論

2.1 表面形貌觀察

圖1示出ZIF-8、ZIF-8/Ag/TiO2異質結和PP/ZIF-8/Ag/TiO2的掃描電鏡照片。顯然，合成的ZIF-8顆粒呈規則十二面體結構，表面光潔，顆粒尺寸在50～200 nm范圍內，與文獻[20,24]一致。ZIF-8/Ag/TiO2異質結基本呈球形，顆粒尺寸較ZIF-8略有減小，應是煅燒使得有機物失去所致，但結構并未塌陷，表面有小孔，略有團聚現象發生。PP/ZIF-8/Ag/TiO2纖維表面包覆有顆粒物，整體覆蓋比較均勻，部分顆粒產生團聚。高倍電鏡照片顯示，這些顆粒物由納米和亞微米級別的顆粒組成。

圖1 ZIF-8、ZIF-8/Ag/TiO2和PP/ZIF-8/Ag/TiO2的掃描電鏡照片

2.2 結晶結構分析

圖2為ZIF-8、ZIF-8/Ag/TiO2異質結和PP/ZIF-8/Ag/TiO2的XRD譜圖。ZIF-8顆粒在衍射角2θ為7.3°、10.4°、12.8°、14.8°、16.5°、18.0°、22.2°、24.5°、25.7°、26.7°和29.7°處出現衍射峰，與標準ZIF-8的(011)(002)(112)(022)(013)(222)(114)(233)(224)(134)和(044)晶面相一致[25]。根據Scherrer公式可計算得ZIF-8晶粒尺寸約為8 nm。ZIF-8/Ag/TiO2異質結在7.3°、10.3°和12.7°處表現為ZIF-8的特征衍射峰，說明經過400 ℃真空煅燒ZIF-8結構仍然保留了下來[26]；但同時在31.7°、34.3°、36.2°、47.5°和56.7°處出現了纖鋅礦相ZnO的特征峰(JCPDS NO.36-1451)[27]，分別對應(100)(002)(101)(102)和(110)晶面，說明一部分ZIF-8轉變成ZnO。由于TiO2和Ag的含量相對較少，譜圖中未發現它們的特征峰。PP/ZIF-8/Ag/TiO2在12.5°和41.5°出現寬泛的衍射峰，應為PP的特征峰，由于纖維沒有很好牽伸，因此特征峰不明顯。受口罩PP材質衍射峰(α-型晶體(110)、(040)和(130)晶面)的影響[28]，13.7°、16.8°和18.6°處的ZIF-8特征峰發生一定程度偏移。較口罩基材，ZIF-8/Ag/TiO2異質結含量相對較少，故其衍射峰沒有出現。

圖2 ZIF-8、ZIF-8/Ag/TiO2和口罩復合材料的X射線衍射譜圖

2.3 微觀結構分析

圖3示出ZIF-8/Ag/TiO2異質結的透射電鏡照片?？梢钥闯?，煅燒后的ZIF-8/Ag/TiO2異質結為類方形中空結構，邊緣輪廓清晰，壁厚約為5 nm，平均顆粒大小在80 nm左右。ZIF-8/Ag/TiO2異質結之所以具有開孔的中空結構，主要是因為高溫煅燒使得有機物揮發所致，而中空結構會極大地提升了異質結吸附有機物和吸收光的能力[29]。高倍透射電鏡照片探測出了ZnO和TiO2，其中晶面間距為0.28 nm對應著纖鋅礦ZnO的(002)晶面[30]，而晶面間距為0.32 nm對應著銳鈦礦TiO2的(101)晶面[31]，二者構成異質結。此外，元素面掃描分布譜圖證實，ZIF-8/Ag/TiO2異質結不僅含有C、N、O、Zn、Ti元素，而且含有極其少量的Ag元素，元素分布均勻，說明ZIF-8顆粒很好地被TiO2包裹。

圖3 ZIF-8/Ag/TiO2異質結透射電鏡照片和元素面掃描譜圖

2.4 比表面積分析

圖4示出ZIF-8和ZIF-8/Ag/TiO2異質結的吸附-解吸等溫線和孔徑分布曲線。ZIF-8和ZIF-8/Ag/TiO2異質結顆粒的吸附等溫線均屬于國際理論化學與應用化學聯合會(IUPAC)分類的Ⅳ型等溫線，為H4型滯后環，具有大孔結構(>50 nm)。ZIF-8顆粒比表面積為1 496.25 m2/g，表明ZIF-8顆粒吸附能力較強，意味著表面活性和光催化活性較高[32]。ZIF-8/TiO2異質結顆粒比表面積為26.48 m2/g，表面積減少主要是因為測試所用顆粒團聚所致[33]。由孔徑分布曲線可知，ZIF-8顆粒在83.2 nm、ZIF-8/Ag/TiO2異質結在93.3 nm處出現峰值，說明二者存在大孔，將會有利于污染物的吸附和光催化降解[34]。

圖4 ZIF-8和ZIF-8/Ag/TiO2異質結的氮氣吸附-解吸等溫線和孔徑分布曲線

2.5 化學鍵合狀態分析

圖5 ZIF-8、ZIF-8/Ag/TiO2異質結和PP/ZIF-8/Ag/TiO2X射線光電子能譜總譜和窄譜圖及其原子百分比結果

2.6 電子能帶結構分析

圖6(a)為ZIF-8、ZIF-8/Ag/TiO2異質結和PP/ZIF-8/Ag/TiO2紫外可見光漫反射光譜圖。顯然，ZIF-8對紫外線和可見光吸附能力不強[24]。較ZIF-8顆粒，ZIF-8/Ag/TiO2異質結吸收紫外線和可見光的能力顯著增強，主要是因為C、N元素摻雜TiO2形成的殼與銀摻雜的ZnO形成的核所構成的核-殼材料對紫外線和可見光有較強的吸收所致。口罩負載ZIF-8/Ag/TiO2異質結后對紫外線和可見光吸收能力沒有明顯減弱，一是受異質結的影響，二是受多巴胺的影響。

根據Tauc公式計算得到ZIF-8和ZIF-8/Ag/TiO2異質結的光學帶隙，結果如圖6(b)所示。可以看出，ZIF-8和ZIF-8/Ag/TiO2異質結的光學帶隙分別為3.24和1.44 eV，與文獻[37]中ZIF-8的帶隙接近。ZIF-8/Ag/TiO2異質結的帶隙較ZIF-8顯著減小，將有助于光生電子-空穴對的產生[14]。

圖6(c)和(d)為ZIF-8和ZIF-8/Ag/TiO2異質結的紫外線光電子(UPS)能譜圖。通過計算得到ZIF-8和ZIF-8/Ag/TiO2異質結的功函數分別為6.78和5.54 eV，等于真空條件下的費米能級但符號相反，故真空條件下它們的費米能級分別為-6.78和-5.54 eV。ZIF-8和ZIF-8/Ag/TiO2異質結的價帶分別為2.96和1.67 eV，真空條件下價帶要比費米能級更小，因此相對于真空能力，它們的價帶分別為-9.74和-7.21 eV。結合Tauc公式得到的帶隙，真空下ZIF-8的導帶為-6.50 eV，ZIF-8/Ag/TiO2異質結的導帶為-5.77eV。因為標準氫電極等于-4.5-真空條件下電極，所以相對于標準氫電極(NHE)，ZIF-8的價帶和導帶分別為5.24和2.0 eV，而ZIF-8/Ag/TiO2異質結的價帶和導帶分別為2.71和1.27 eV。

圖6 ZIF-8、ZIF-8/Ag/TiO2異質結和PP/ZIF-8/Ag/TiO2漫反射光譜圖與(αhv)2與hv關系圖以及ZIF-8和ZIF-8/Ag/TiO2異質結的紫外光電子譜圖

2.7 熱性能分析

圖7示出ZIF-8/Ag/TiO2異質結的熱失重(TG)和微商熱重(DTG)曲線。從TG曲線可以看出，ZIF-8/Ag/TiO2異質結當溫度升高到100 ℃時質量略有減少，是由于顆粒中的吸附水蒸發所致[38]。因在ZIF-8/Ag表面包裹有TiO2殼層，而TiO2熱穩定性很好，使得ZIF-8/Ag/TiO2異質結的熱起始分解溫度出現在464.85 ℃，終止分解溫度為691.73 ℃，期間質量損失率為27.06%。溫度增加至800 ℃其質量幾乎沒有損失，質量保留率約為70%。在DTG曲線出現2個吸熱峰，最大吸熱峰在585 ℃左右，表明異質結中的有機成分發生熱分解得以去除。此后溫度進一步升高對形成的金屬氮化物影響微弱。熱重分析結果說明，ZIF-8/Ag/TiO2異質結熱穩定性良好。

圖7 ZIF-8/Ag/TiO2異質結熱失重和微商熱重曲線

2.8 吸附和光催化降解染料分析

圖8示出PP口罩和PP/ZIF-8/Ag/TiO2吸附和可見光輻照光催化降解亞甲基藍染料結果。經過120 min吸附-脫附平衡，PP/ZIF-8/Ag/TiO2的吸附率為65.7%，而PP口罩的吸附率為5.1%，是普通口罩的12.9倍?？梢姽廨椪?50 min之后，PP/ZIF-8/Ag/TiO2對亞甲基藍染料的降解率高達90%以上，而且滿足光降解動力學一階模型，計算得到的表觀速率常數為8.76×10-3min-1(R2=0.96)，是PP口罩表觀速率常數(1.81×10-3min-1，R2=0.99)的4.8倍，是亞甲基藍原液(表觀速率常數8.31×10-4min-1，R2=0.99)的10.5倍。將使用過的PP/ZIF-8/Ag/TiO2烘干稱量，發現其質量較使用前沒有變化，表明ZIF-8/Ag/TiO2異質結與口罩纖維結合牢固。綜上分析表明，負載ZIF-8/Ag/TiO2異質結的口罩過濾層吸附和光催化降解染料性能顯著提升，有望用于染色廢水處理。

圖8 PP口罩和PP/ZIF-8/Ag/TiO2吸附和可見光輻照光催化降解亞甲基藍染料降解曲線和動力學擬合曲線

圖9示出ZIF-8、P25、ZIF-8/TiO2和ZIF-8/Ag/TiO2異質結重復性吸附亞甲基藍和剛果紅染料結果?？梢钥闯?，ZIF-8/Ag/TiO2異質結對亞甲基藍染料有很強吸附能力，但隨著吸附次數的增加，吸附率逐漸減小，經過11次重復吸附之后吸附率由87.6%降至9.3%，平均吸附率維持在38.7%。ZIF-8/TiO2重復吸附亞甲基藍染料能力弱于ZIF-8/Ag/TiO2，可以重復吸附8次，而ZIF-8和P25只能重復吸附3次。ZIF-8/Ag/TiO2異質結重復吸附剛果紅染料4次之后，吸附率由82.8%降至15.4%，平均吸附率為42.6%，高于ZIF-8/TiO2、P25和ZIF-8的平均吸附率41.1%、23.9%和39.2%,因此，ZIF-8/Ag/TiO2異質結對陰、陽離子染料均具有較強的吸附能力。

圖9 ZIF-8、P25、ZIF-8/TiO2和ZIF-8/Ag/TiO2異質結重復性吸附亞甲基藍和剛果紅染料結果

圖10示出ZIF-8、P25、ZIF-8/TiO2和ZIF-8/Ag/TiO2異質結重復可見光輻照光催化降解亞甲基藍和剛果紅染料結果?？梢钥闯?，可見光輻照60 min之后，10 mg的ZIF-8/Ag/TiO2異質結光催化降解亞甲基藍染料溶液(30 mL，10 mg/L)的平均降解率為41.8%，高于相同質量的ZIF-8/TiO2、ZIF-8和P25平均降解率34.1%、31.3%和18.7%。然而，10 mg的ZIF-8顆粒對剛果紅染料溶液(30 mL，30 mg/L)光催化降解表現很好，平均降解率達到78.3%，而ZIF-8/TiO2、ZIF-8/Ag/TiO2異質結和P25平均降解率分別為28.1%、31.4%和74.0%。因此，ZIF-8/Ag/TiO2異質結光催化降解陽離子染料性能明顯好于陰離子染料。

圖10 ZIF-8、P25、ZIF-8/TiO2和ZIF-8/Ag/TiO2異質結重復光催化降解亞甲基藍和剛果紅染料結果

2.9 光催化機制分析

圖11示出ZIF-8/Ag/TiO2異質結光催化分解染料反應原理圖。由上述結構表征可知，ZIF-8/Ag/TiO2異質結為薄壁中空結構，入射光線在異質結內部發生多次反射和折射，因此極大地增強了光的吸收能力。外層殼由C、N摻雜的銳鈦礦TiO2構成(XPS分析證實)，可見光作用下能夠產生光生電子-空穴對[39]。內層核由ZIF-8與ZnO構成(XRD分析證實)，受到可見光激發也會產生光生電子-空穴對，同時還摻雜有金屬Ag或離子Ag+，在表面等離激元效應作用下會產生自由電子[40]。此外，核層ZIF-8/ZnO產生的光生電子會向殼層TiO2遷移(此時內表面形成正電荷中心)，異質結表面帶負電，有利于陽離子染料的吸附；而光生空穴會向核層遷移(外表面形成負電荷中心)，在內外層界面處有可能形成p-n結，使得光生電子-空穴對更好地進行分離[41]。ZIF-8/Ag/TiO2異質結表面的光生電子與溶解氧作用會產生超氧自由基(·O2-)，·O2-與水作用產生羥基自由基(·OH)，同時·O2-在空穴(h+)作用下會產生單線態氧(1O2)；h+與水作用也會產生·OH。染料大分子在1O2和·OH活性自由基作用下會分解成小分子物質，最終分解成CO2和H2O。

圖11 ZIF-8/Ag/TiO2異質結光催化分解染料反應原理圖

3 結 論

本文采用化學共沉淀與煅燒技術相結合的方法制備ZIF-8/Ag/TiO2異質結，并負載到廢棄的PP口罩上用于吸附、光催化降解染色廢水中的殘留染料，得到如下結論。

1)負載ZIF-8/Ag/TiO2異質結的口罩過濾層，經過132 mW/cm2可見光輻照150 min后，亞甲基藍染料降解率達90%以上。

2)ZIF-8/Ag/TiO2異質結能夠高效吸附、光催化降解有機染料，而且吸附、光催化降解陽離子染料能力明顯強于陰離子染料。

3)ZIF-8/Ag/TiO2異質結(10 mg)能夠11次重復吸附亞甲基藍染料溶液(30 mL，10 mg/L)，吸附率由87.6%降至9.3%，平均吸附率為38.7%；可以4次重復吸附剛果紅染料溶液(30 mL、20 mg/L)，吸附率由82.8%降至15.4%，平均吸附率為42.6%。經光功率密度為132 mW/cm2可見光輻照60 min，ZIF-8/Ag/TiO2異質結(10 mg)光催化降解亞甲基藍染料溶液(30 mL，10 mg/L)的降解率為41.8%，可以重復使用5次。

4)將ZIF-8/Ag/TiO2異質結顆粒負載到廢棄口罩不僅利用了口罩廢棄物，而且解決了染色廢水處理難題。