廢水中的染料和硝基芳香族污染物因其對人類社會的巨大安全風險而備受關注。目前，納米材料作為光催化降解催化劑已成為廢水處理領域一種極具吸引力的有效材料。一方面，本研究致力于尋找具有高催化活性的納米材料，如貴金屬納米粒子（NPs）和其他先進的功能材料（例如氧化石墨烯（GO）、MXenes、金屬有機框架（MOFs）等）。另一方面，還探索了如何對現有光催化劑進行改性以增強其光催化活性。本文介紹了各種維度的光催化劑（包括貴金屬納米顆粒、納米纖維、二維納米片如MXenes和MOFs）。討論了通過不同技術沉積納米光催化劑，例如形成水凝膠結構以固定催化劑、使用靜電紡絲技術處理納米催化劑以及形成核殼結構以增強催化活性。這些技術不僅解決了納米粒子由于其高表面能而導致的聚集問題，而且還賦予了納米光催化劑獨特的性能。本綜述探討了不同維度納米光催化劑的合成及其在染料和硝基化合物催化降解中的應用，為納米光催化劑的材料設計和環境修復提供了良好的指導。
圖1.TiO2的光催化氧化反應機理。
圖2.a）Pd/GPs的TEM圖像。b）CNCC摻雜藻酸鹽水凝膠的制備（80℃下羰基誘導Pd2+還原為Pd NPs），PdCl2吸附（I）以及羰基誘導還原形成Pd納米顆粒（II）的數碼照片；c）通過所制備Pd NPs@CNCC-AHB水凝膠催化劑進行MB變色的批量實驗以及MB變色的連續設置。d）制備金屬復合材料水凝膠和水凝膠催化還原反應的示意圖；e）使用水凝膠金屬納米復合材料作為催化劑催化還原4-NP的可能機理；f）AuNPs-Gel-G的SEM圖像（A-B）和XRD圖譜（C）以及AgNPs-Gel-G的SEM圖像（D-E）和XRD圖譜（F）。（A）和（D）放大200倍，（B）和（E）放大500倍。
圖3.a）CS-PdNPs和殼聚糖基復合水凝膠催化劑的氮氣吸附-解吸等溫線和孔徑分布。b）EDA用量對速率常數和N摻雜量的影響；c）ZnO NPs和ZnO/N-GA的PL光譜。d）PAM和PAM/MXene（0.3wt%）水凝膠的FESEM圖像；e）MB在PAM/MXene（0.3wt%）水凝膠上的批量吸附和電吸附動力學曲線（i），批量解吸和電解吸動力學曲線（ii），以及EFI=66.67V/m時的電吸附/解吸再循環性能測試（iii）。f）電吸附機理示意圖。（i）MB在水凝膠陰極周圍的累積，（ii）MB向內孔遷移，（iii）形成多分子層吸附。
圖4.使用Co-CdSe@ECNFs對染料溶液進行光降解的示意圖。
圖5.a）當前復合纖維的制備過程示意圖；b）用PVA/PAA/Fe3O4/MXene@AgNP20復合納米纖維催化還原4-NP或2-NA。c）通過靜電紡絲和熱處理制備PVA/PAA/GO-COOH@AgNPs納米復合材料的示意圖；d）通過靜電紡絲和熱處理，以及隨后1小時內用Ag納米顆粒進行改性制備的PVA/PAA/GO-COOH納米復合材料的SEM圖像。
圖6.a）PAN-OM（i）、改性PAN-OM（ii）、NZVI-PAN-OM（iii）和NZVI溶解PAN-OM（iv）的FESEM圖像；b）甲基藍（i）和亞甲藍（ii）溶液在不同時間間隔處理后的照片。在給定時間間隔內，當存在NZVI-PAN-OM時，甲基藍（iii）和亞甲藍（iv）的紫外-可見光譜；c）用NZVI-PAN-OM處理的甲基藍（i）和亞甲藍（ii）的歸一化濃度與反應時間的函數關系。d）MOFs復合水凝膠衍生核殼Fe3O4-CuO@碳中空球用于光催化氧化活化H2O2的示意圖；e）H2O2用量對Fe3O4-CuOD@C（F-R）催化活性的影響；f）煅燒溫度對Fe3O4-CuOD@C（F-R）催化活性的影響；（g）Fe3O4-CuOD@C（F-R）催化劑在后續反應后的可重復使用性。
圖7.a）g-C3N4/TiO2納米復合材料中的光催化作用；b）Fe3O4@SiO2@10wt%g-C3N4/TiO2的自由基清除劑試驗；c）Fe3O4@SiO2@10wt%g-C3N4/TiO2的自由基清除劑試驗。
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