持久性有机污染物（POPs），如染料、表面活性剂、药品和重金属，由于其对传统废水处理方法的抗性，对生态系统和人类健康构成了特别严重的威胁[[1], [2], [3], [4], [5]]。传统的处理方法（包括吸附、生物降解和膜过滤）在处理复杂分子结构时往往能耗高、会产生二次污染或效率低下[[6], [7], [8]]。高级氧化工艺（AOPs）是一种有前景的替代方案，因为它们能够产生活性氧（ROS），从而非选择性地氧化多种有机污染物[[9], [10], [11]]。
在AOPs中，异质半导体光催化可以在不连续供应化学氧化剂的情况下生成ROS [8]。传统的AOPs，如芬顿反应（Fenton reaction）、臭氧氧化（ozonation）和声分解（sonolysis），通常需要添加过氧化氢（H2O2）或紫外线照射来引发氧化 [9,[11], [12], [13]]。二氧化钛（TiO2是最广泛研究的光催化剂之一，但由于其较大的带隙（约3.2 eV）和快速的载流子复合现象，在实际应用中效率受到限制 [14,15]。将TiO2与其他半导体结合形成异质结构已被证明可以有效增强电荷分离 [14,16] 并扩展光吸收范围至可见光区域 [[17], [18], [19]]。
金属有机框架（MOFs）是由金属节点和有机连接剂构成的晶体材料 [20]。它们可调的结构使得可以精确控制孔径和表面功能 [21]。凭借超高的比表面积，MOFs在水质净化方面表现出色 [22]，并且由于其类似半导体的性质而被视为有前景的光催化剂 [23], [24], [25]]。然而，它们的实际应用受到高合成成本、在水中的稳定性差、选择性低以及重复使用次数有限等因素的限制 [23,26]。含铁的金属有机框架作为光催化剂受到了关注 [27]，因为某些Fe-MOFs含有三核氧中心（Fe3+-μ3-oxo）簇，这些簇可以被可见光激发并同时催化类似芬顿的反应 [28]。MIL-88b(Fe)被认为是Fe-MOFs中效率最高的异质芬顿催化剂之一 [29,30]，在可见光下具有高光催化活性和良好的生物相容性 [31]。MIL-88b(Fe)的结构由一个灵活的有机-无机框架组成，其中包含菱形和六边形孔洞。该框架由均匀分布的Fe3+-μ3-oxo簇通过对苯二甲酸酯连接剂连接而成 [20,[32], [33], [34]]。当吸收光时，对苯二甲酸酯连接剂中的富电子π体系作为供体，促进Fe(III)还原为Fe(II) [35]。尽管有这些优势，MIL-88b(Fe)在水介质中的化学稳定性仍然有限 [36]。虽然这种稳定性限制了其长期使用，但Fe离子的受控释放可以通过异质-均相结合机制促进ROS的生成 [37]。
最近的研究展示了TiO2/Fe-MOF复合材料在光催化应用中的潜力，包括四环素降解 [38] 和六价铬（Cr(VI) 的还原 [39]。然而，这两项研究都使用了改性或混合相的TiO2（P25或电子束辐照处理），并且依赖于在DMF中145°C下使用FeCl3·6H2O作为铁源进行溶胶-热合成 [38,39]。此外，所研究的TiO2含量范围较窄（5–20 wt% [39]–相对于MOF产量的10% [38]），因此尚未探索TiO2含量对复合材料性能的影响。
与Fe-MOFs在促进界面电荷转移和光芬顿反应中的已知作用一致 [35,40,41]，本研究中的TiO2/MIL-88b(Fe)复合材料在广泛的组成范围内（5–75 wt% TiO2）表现出非单调的光学性质变化。与之前依赖于功能化MOFs [35,40,41] 或有限组成窗口 [38,39] 的研究不同，本工作使用了未经改性的MIL-88b(Fe)和未经改性的商用锐钛矿TiO2，并在水基合成中使用了预先制备的氧中心三核铁醋酸盐簇。结果表明，在50 wt% TiO2时复合材料的光催化性能最佳，并基于系统的组成依赖性分析提出了电荷转移机制。值得注意的是，在白光LED下的活性低于在紫外光下的活性，这表明MIL-88b(Fe)主要扩展了光谱响应，而不是实现了高效的光驱动光催化。
