蒙脱石基复合光催化材料处理有机废水研究进展

谢潇琪，范鹏凯，刘 超,2

(1.河北地质大学 宝石与材料学院，河北 石家庄 050031；2.河北地质大学 硅酸盐固废资源化利用河北省工程研究中心，河北 石家庄 050031)

近年来，随着经济的飞速发展，生态环境遭到了严重的破坏。其中工业废水是重要的污染来源之一。目前工业有机废水常用的处理方法有物理法、化学法、物理化学法和生物法[1]等。但是上述方法都不同程度地存在降解不彻底、容易造成二次污染、成本高等缺点。因此研究开发高效、低成本的工业有机废水处理技术具有重要而深远的意义。光催化氧化技术作为一种高级氧化技术，具有绿色、安全、高效等诸多优点，是近几十年来发展起来的一种环境友好型环境净化技术。Fujishima等[2]在上世纪70年代的研究中观察到TiO2表面持续产生氧气和氢气以来,光催化技术在很多领域(如环境净化、光催化固氮、抗菌和有机合成等)得到了长足发展，并取得了许多有意义的成果。该技术尤其在有机废水深度处理和空气净化方面应用潜力巨大。然而，目前光催化材料普遍存在诸如带隙能较宽，量子效率低、吸附性差、易团聚失活，难回收等问题。尤其是材料的团聚失活和重复稳定性等问题已成为其工业化应用的重要制约因素。研制负载型光催化剂是解决上述问题的有效途径之一[3]。

目前作为催化剂载体的主要材料有活性炭[4]、高岭土[5]、多孔二氧化硅[6]等。活性炭是碳的基本形态，具有体积小、气孔小、比表面积大的优点。但其微孔隙度非常高，一定程度上降低了大分子有机物的吸附效率[7]。分子筛因其特殊的结构性，在可见光下通过离子交换地方式选择性地氧化分解烷烃类小分子化合物[8]，但是在催化方面有着粒径小、易团聚且不易回收等缺陷。高岭土是1∶1层状的铝硅酸盐黏土矿物，有一个四面体二氧化硅薄片，高岭土被认为是一种有效的吸附剂，因为它具有阳离子交换能力和在水介质中膨胀的能力。由于层间结构，高岭土表面提供了更多的活性位点[9]。最近的研究表明，将光催化剂均匀负载到合适的矿物材料上可最大限度地降低高浊度，增加半导体的活性电位，减少电子-空穴复合，增加对污染物的吸附能力，防止粒子不可控的发育，抑制粒子聚集，增加孔容[10]。将光催化材料强氧化能力和矿物材料优良的吸附性能结合起来，既可以解决光催化剂的团聚和回收问题，又提高了光催化材料的催化性能，是一种具有广泛发展前景的解决办法。

蒙脱石是一种由细粒含水硅铝酸盐构成的层状黏土矿物材料，我国蒙脱石资源分布广、储量大、开采成本低。由于蒙脱石的比表面积大、具有层状结构和较高的阳离子交换容量，被誉为环境污染物的“天然清道夫”，可以高效清除环境中的有机、无机污染物[11]。同时，蒙脱石作为2∶1型层状黏土矿物，具有良好的结构稳定性和耐高温等性能，其层间域是一个良好的“微化学反应器”，蒙脱石表面具有Bronsted和Lewis酸性的H+进一步提高了它的吸附能力，是水体中污染物良好的吸附剂，此外，蒙脱石还是一种具有优良的阳离子交换性能的载体材料。将性能优良的蒙脱石与光催化剂进行复合，以改善其光催化性能，是光催化材料实现工业化应用的重要途径。本文系统综述了蒙脱石矿物在当前主要光催化材料中的应用及制备工艺，讨论了蒙脱石在光催化降解反应中的作用及其在工业有机废水处理中的应用，最后对蒙脱石负载光催化材料未来的应用前景进行了展望。

1 蒙脱石基复合光催化材料的合成

1.1 金属氧化物/蒙脱石复合材料

1.1.1 TiO2/蒙脱石复合材料

TiO2是一种迄今为止研究最为深入、工业化程度最高的环境光催化材料[12]。因其价格低廉、性质稳定、氧化能力强而被广泛用于有机污染物的降解消除。但是TiO2带隙能在3.0～3.2 eV之间、其对应的吸收光谱范围为紫外区，而紫外光能量仅占太阳能总量的3%～5%[13]。纳米TiO2虽然具有较高的光催化活性，但是同样存在纳米颗粒粒径过小、不易回收等问题，因此其工业化应用受到了一定的限制[14]。为了改善TiO2材料的光催化性能，研究者将TiO2负载到具有较强吸附性的多孔材料如高岭土[5]、活性炭[15]、多孔二氧化硅[16]等上，取得了较好的催化效果。其中，天然矿物蒙脱石由于廉价易得、较大的比表面积和独特的层状结构而得到广泛应用。

目前TiO2/蒙脱石光催化复合材料的主要制备方法有水解沉淀法和溶胶-凝胶(Sol-Gel)法。其中水解沉淀法应用最为广泛。其主要过程是使TiCl4或硫酸钛在酸性条件下部分水解生成聚合羟基钛离子(钛交联剂)，钛钛交联剂通过离子交换进入蒙脱石层间域，进一步加热分解形成TiO2/蒙脱石复合光催化剂。该方法具有成本较低、合成周期短、工艺简单等优点，但由于反应为强酸环境，因此对反应器的耐腐蚀性能要求较高，废水需经处理才可排放，而且TiO2粒径尺寸不易控制。在制备过程中，制备工艺条件对最终复合材料的晶型、晶貌、孔结构、粒径及热稳定性能等均有重要影响，这些结构及性能进一步影响材料的吸附活性、表面酸性以及光催化性能等。

Sterte[17]首次在盐酸溶液中使TiCl4部分水解得到钛交联剂，柱化剂通过离子交换进入蒙脱石层间域，经煅烧得到具有较大孔体积和比表面积的钛柱撑蒙脱石复合光催化剂，其热稳定性可以达到700 ℃。Yamanakas等[18]将钛酸异丙酯水解得到的溶胶经浓盐酸处理，得到的产物结晶度较高，但未发现多孔结构。上述两种方法为后续许多相关研究提供了参考依据。在国内，陈晓银等[19]开展这方面研究较早，他们以TiCl4或Ti(SO4)2作为前驱体，首先合成羟基络离子柱化剂，通过阳离子交换进入蒙脱石的层间域，将层间撑开，形成钛层柱结构复合光催化剂。作者深入研究了合成条件、蒙脱石层间距以及比表面积的影响，揭示了蒙脱石的层离机理。Lin等[20]在乙醇/水混合溶剂中加入TiCl4，TiCl4在混合溶剂中部分水解，生成的钛聚合羟基络离子在丙三醇水溶液中形成OH-Ti柱化剂，再通过离子交换进入蒙脱石层间，得到具有微/介孔结构的氧化钛柱撑蒙脱石，深入研究了柱化剂中丙三醇对材料稳定性的影响机理。姚志强等[21]采用水解沉淀法制备了TiO2/蒙脱石复合材料，复合材料中TiO2显示为锐钛矿晶型，晶粒尺寸约7.8 nm。TiO2/MMT复合材料层间域内阳离子被Ti3+所取代。所制备的TiO2/MMT复合材料在紫外光照射下对苯酚的7 h降解率高达100%，表明将TiO2负载到MMT上增加了光催化活性。刘建森等[22]通过水解法制备了TiO2/蒙脱石复合材料，并用所制备的复合材料进行甲基橙(Methyl Orange, MO)降解实验，显示出良好的光催化性能。

Sol-Gel法在上个世纪70年代首次应用于制造特种玻璃，之后逐渐被用来制备其他材料。其中，Sol-Gel法制备钛柱撑蒙脱石主要工艺过程为： 在液相(水或有机溶剂)中，通过控制反应条件使含钛的无机盐或金属醇盐部分水解形成钛溶胶，溶胶经离子交换进入蒙脱石层间域，溶剂挥发后形成空间网状结构的TiO2凝胶，最后经过高温煅烧得到钛柱撑蒙脱石。Sol-Gel法虽可以调控TiO2孔径大小，但粒径分布较窄，有机钛源的使用和凝胶化过程又使其合成成本增加、合成周期延长。郝骞等[23]采用Sol-Gel法分别制备了TiO2/Ca-MMT、TiO2/Na-MMT和TiO2/有机蒙脱石等复合光催化材料。在上述3种复合材料中TiO2均以锐钛矿相存在，粒径在12～27 nm之间。不同种类蒙脱石表面TiO2的形貌结构不尽相同。将制备的复合光催化剂用于偶氮染料废水的降解研究。在紫外照射下反应1 h，3种光催化复合材料的降解率分别为95.87%，96.28%和71.07%。朱倩等[24]通过阳离子交换法，使聚合羟基钛离子进入蒙脱石层间域，经高温分解在蒙脱石层间形成纳米TiO2，得到钛柱撑蒙脱石复合光催化材料，由于蒙脱石优良的吸附性能，复合催化剂对有机污染物的富集能力明显提高，因此光催化效率明显提高。作者通过对蒙脱石进行有机改性，进一步提高了复合材料的吸附能力，并深入研究了蒙脱石改性工艺对复合材料光催化活性的影响机理。研究结果显示，表面活性剂浓度对蒙脱石的吸附性能和复合材料光催化活性有重要影响。通过改变表面活性剂的浓度来调控蒙脱石层间距和改善材料的比表面积，进而提高复合材料的光催化活性。

1.1.2 掺杂型TiO2/蒙脱石复合材料

掺杂可以在TiO2半导体能带中引入中间能级，使半导体的吸收带边向长波方向移动，提高太阳光的利用率；掺杂原子还可以成为光生载流子捕获中心，有效抑制光生电荷的复合，提高光催化效率；某些特定掺杂元素甚至能够取代TiO2晶格原子，引起局部晶格的畸变形成内建电场，促进光生载流子的定向移动；掺杂原子晶格取代也引起电荷失衡，进而产生氧空位，成为光催化活性中心。因此，元素掺杂是提高TiO2光催化效率最有效的途径之一。

Zhang等[25]研究了氮和硫共掺杂TiO2柱撑蒙脱石(N,S-TiO2-PILM)在可见光(λ>400 nm)下对4BS染料降解的光催化活性。作者通过Sol-Gel法合成了N,S-TiO2-PILM催化剂，N,S的掺入，使TiO2吸收带边向长波方向移动。红外光谱显示，N和S已经成功进入到TiO2-PILM中，且蒙脱石的层状结构保持良好。与未掺杂的TiO2-PILM样品相比，N,S-TiO2-PILM对4BS染料的降解活性更高，降解速率更快，这主要归因于N和S的协同效应、材料比表面积增加和蒙脱石丰富的介孔结构对污染物的浓集作用。

1.1.3 氧化物异质结/蒙脱石复合材料

光催化反应过程中，光生载流子的分离和迁移对光催化活性的提高具有决定性作用。通过理论计算，遴选价带结构匹配的半导体构建异质结，在相界面处形成肖特基势垒，能够显著提高光生电荷分离效率，提高复合材料的光催化能力。因此，构筑异质结体系是提高半导体复合材料光催化能力最有效的途径之一。

Zhao等[26]通过溶剂热法合成了钠基蒙脱石负载型异质结光催化材料(Bi2WO6/Fe3O4/Na-MMT)。以罗丹明B(Rhodamine B, RhB)为目标降解物，研究了复合材料的光催化活性，提出了其光降解机理： 如图1所示，作者认为光催化能力取决于e-/h+对的带隙大小、迁移率和分离效率以及光生空穴的氧化电位。实验结果表明，Fe3O4/Na-MMT作为磁性载体表现出优异的吸附能力和电子转移性能，空穴是RhB光催化降解过程中其主要作用的活性物种。此外，该复合材料的光催化活性，远高于单一Bi2WO6或蒙脱石样品的光催化活性，并且该复合材料具有非常强的顺磁性，可轻易实现光催化材料的回收再利用。吕芳等[27]采用水解法制备了ZnO/SnO2/MMT负载型异质结光催化材料，通过对复合材料进行结构、成分、形貌特征分析，发现蒙脱石层状结构未被破坏，SnO2/ZnO异质结晶粒均匀分布在蒙脱石表面和层间域。作者还通过降解污染水体中颤藻的性能研究了复合材料吸附-光催化协同作用。在紫外光照射下，复合材料对颤藻中叶绿素a的降解率高达93.8%。Zhang等[28]通过一步水解法制备了具有磁性可回收性的TiO2/蒙脱石/Fe3O4。通过对亚甲基蓝(Methylene Blue， MB)的降解研究了其吸附和光催化活性。结果表明，锐钛矿型TiO2纳米粒子(直径10～20 nm)嵌入到MMT层中，Fe3O4纳米粒子(直径45～60 nm)则沉积在蒙脱石表面。光催化活性实验显示，紫外光照射80 min，材料对MB降解率达到94%。且该复合材料光催化稳定性较好，多次重复使用后降解率下降并不明显。

图1 BFNM复合材料光催化降解有机污染物示意图[26]Fig.1 Schematic diagram of the photocatalytic degradation of organic pollutants by BFNM composite

Wang等[29]使用Sol-Gel法制备了PAN/O-MMT/TiO2纳米纤维材料。研究了通过吸附-酶催化-光催化耦合去除三苯甲烷染料(结晶紫，CV)的方法。通过将漆酶(Lac)装饰在TiO2Sol-Gel化聚丙烯腈/有机改性蒙脱土(PAN/O-MMT)纳米纤维的表面上，可以实现对CV染料的高效协同降解。

1.2 金属硫化物/蒙脱石复合材料

1.2.1 MoS2/蒙脱石复合材料

二硫化钼(MoS2)是一种典型的层状金属硫化物，由S-Mo-S结构层叠而成，层与层之间由范德华力连接，因其固有的带隙和良好的可见光吸收性，被认为是一种非常有前途的光催化剂[30-31]。Kang等[32-33]通过水热法合成了MoS2/MMT复合材料。研究发现其催化活性增强主要归因于MoS2/MMT的高光吸收率，更多的活性位和更宽的带隙。作者通过原位水热法将MoS2插入到柱状蒙脱石(PMMT)的中间层内，明显提高了材料的光利用效率和稳定性，该复合材料在降解4-硝基苯酚方面表现出优异的性能。但是该研究也存在一些不足： 一方面，MoS2只能加载到MMT的有限表面，这会降低蒙脱石表面利用率[34]。同时，由于空间限域效应，MoS2只能沿MMT的层状方向生长，从而导致MoS2边缘活性位点密度降低。因此，在提高MoS的光利用效率和带隙的同时，应进一步调控MMT的微观结构和MoS2的生长方向，提高边缘活性部位的密度和MMT表面的利用效率。Chen等[35]通过水热法将MoS2负载在MMTNS-HMS表面，成功合成了具有阳极形态结构的MoS2@蒙脱土纳米片空心微球(MoS2@MMTNS-HMS)。如图2所示，由于MoS2@MMTNS-HMS独特的中空结构，垂直排列的MoS2纳米片具有更高的光利用效率，更高边缘活性位点密度和光电子分离效率，从而极大地提高了其光催化活性。此外，MoS2@MMTNS-HMS的循环稳定性比单一MoS2材料高得多，这主要是由于MMTNS-HMS在光催化过程中极大地抑制了MoS2的氧化。

图2 MoS2@MMTNS-HMS光催化材料结构及其光利用过程示意图[35]Fig.2 MoS2和MoS2@MMTNS-HMS SEM images of pristine MoS2(a,b) and MoS2@MMTNS-HMS(c,d) with different magnification; (e) Schematic illustration of the light-utilization process of pristine MoS2 and MoS2@MMTNS-HMS

1.2.2 WS2/蒙脱石复合材料

Kang等[36]以WCl6和CH3CSNH2为前驱体，天然的亲水性二维黏土为载体，通过水热法合成出WS2/蒙脱石(WS2/MMT)复合纳米片。微观结构和形态表明，WS2纳米片在蒙脱石上通过界面相互作用平行组装。WS2/MMT同时兼具WS2优良的光催化性能以及蒙脱石对RhB优异的吸附性能。在可见光的照射下，WS2/MMT对RhB的45 min降解率高达99.8%，远高于蒙脱石和WS2各自对RhB的吸附或降解能力。作者研究了材料的表面疏水性，发现WS2/MMT具有较高的亲水性和水相分散性，这有利于催化能力的提高。在蒙脱石的支撑下，WS2/MMT具有比WS2更高的吸附性能和光催化能力，这主要是复合材料更高的吸附性能，更高的亲水性、分散性和更多的光催化活性位点的协同效应所致。因此WS2/MMT复合纳米片处理有机废水的潜力被业界看好。

1.2.3 MoS2/CdS/蒙脱石复合材料

Peng等[37]采用一步水热法合成了Mt@MoS2/CdS复合光催化材料，其具体制备过程如图3(a)所示，作者通过水热法在蒙脱石表面反应一步生长出具有高度分散性的MoS2纳米片/CdS纳米粒子。材料具有较大的比表面积、高的光吸收能力和低的电荷复合几率。制备的复合材料对RhB具有较高的光催化活性，通过调控MoS2和CdS的最佳比例，在可见光照射下，45 min内材料对RhB的降解率高达98%。作者分析研究了RhB在材料表面的光催化过程(图3(b))，认为其高光催化活性主要归功于复合材料具有更大的比表面积、更多的吸附/催化活性位、更强的光捕获能力和更低的电荷复合几率。

图3 Mt@MoS2/CdS水热合成过程(a)和光催化反应机理(b)Fig.3 Schematic illustration for the hydrothermal synthesis (a) and photocatalytic reaction mechanism (b) of Mt@MoS2/CdS

1.3 铋系/蒙脱石复合材料

由于传统氧化物光催化剂的禁带宽度较大，仅对紫外光有响应，大大限制了其对光的利用率。铋系半导体由于其合适的能带结构，在环境污染物降解、CO2的光催化还原、光解水制氢、光催化合成、光催化固氮以及光催化杀菌等领域的应用都存在着巨大潜力[38]。

1.4 g-C3N4/蒙脱石复合材料

石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种廉价易得，无毒无害的半导体光催化材料，随着对其进一步研究，g-C3N4存在的可见光响应范围较窄、比表面积较小、载流子分离率低、难以回收再利用、重复利用率低等问题突显出来[43]。为了更好地利用g-C3N4材料，提高g-C3N4对可见光的利用率及光催化效率，有学者将g-C3N4负载到蒙脱石上，制备g-C3N4/蒙脱石复合材料，一定程度上解决了上述问题，并取得了较好的光催化效果。肖青等[44]采用热聚合与直接负载等方法，将g-C3N4负载于蒙脱石表面，制备了g-C3N4/蒙脱石复合光催化材料。以RhB为目标污染物，研究了不同负载量g-C3N4/蒙脱石复合光催化剂的可见光光催化活性。结果表明，当g-C3N4的质量分数为83%时，RhB经可见光照射1 h后，降解率达到99.2%。Li等[45]采用湿化学法和煅烧法，以有机蒙脱石为载体，将三聚氰胺吸附于蒙脱石表面，进一步晶化热解得到g-C3N4/蒙脱石复合材料，对RhB和四环素均具有较好的光催化降解性能，复合材料的最高降解率是纯g-C3N4的3倍，在可见光下照射6 h后RhB的降解率达到87%。游旭佳等[46]以蒙脱石为载体，对其进行插层处理,引入十六烷基三甲基溴化铵以及三聚氰胺等进行改性,经过烧结得到蒙脱石基C3N4光催化复合材料，探讨了蒙脱石基C3N4光催化复合材料对亚甲基蓝的降解性能。研究者主要从插层复合方式以及光催化活性评价两个方面进行了探讨。研究结果表明，煅烧温度会在很大程度上影响C3N4的形成及其与蒙脱石基体的复合。

如上所述，蒙脱石基复合光催化材料的合成得到了很大发展，尤其是水热法、溶胶-凝胶法、柱化剂-离子交换法等在蒙脱石基复合材料中得到了广泛应用，并取得了许多重要成果(表1)。但是蒙脱石的层内空间利用率并不是很高，大部分光催化剂只是负载到了蒙脱石的表面。而且蒙脱石的改性以及与光催化剂在光催化过程的协同机理研究有待加强，尤其是载体对半导体材料中光生载流子的分离和传输的影响机制研究较少。

表1 蒙脱石基光催化剂的制备方法总结

(续表)

2 蒙脱石基光催化材料在废水处理中的应用

2.1 印染废水处理

印染工业耗水量巨大，世界染料年产量7×105吨，大约会有10%的染料在印染过程中进入废水。据统计世界17%～20%的工业废水来自于印染废水，其排放量高达90亿吨/年[47]。大部分染料分子的显色官能团能吸收太阳光，对环境和生物体以及水生生物的生命活动都会造成极大的伤害[48]。染料的芳环结构使之具有生物毒性，在人体或动物体内累积到一定量会引发呼吸困难、恶心、呕吐等症状，甚至引发癌症[49]。同时，芳环结构具有高稳定性，不易分解的特性，不对其进行处理，会对环境造成持久的危害。

付翔等[50]将TiO2纳米颗粒负载到蒙脱石纳米片上，利用天然多糖(壳聚糖、羧甲基纤维素)丰富的官能团和链状结构，将其与TiO2@MMT交联复合制备三维多孔有机/无机凝胶，可有效解决TiO2分离回收难题。作者研究发现，TiO2@MMT复合凝胶对MB染料表现出优异的降解能力。郝骞等[23]采用Sol-Gel法制备了TiO2/Ca-MMT，TiO2/Na-MMT和TiO2/有机MMT等复合光催化材料。对偶氮类染料废水的光催化处理结果显示，改性蒙脱石的吸附能力在该有机染料的光催化降解中发挥着重要的作用。

2.2 制药废水处理

随着制药业的不断发展和进步，制药废水的不规范排放引起了越来越严重的环境污染问题[51]。因此，针对制药工业废水的特点，研究开发高效、环保的制药废水处理技术成为了研究者们关注的重点。姚志强等[21]用37.5wt%TiO2/MMT复合光催化剂降解10 mg/mL的苯酚溶液，在溶液pH=6时，紫外光照射下，对苯酚的2.5 h降解率高达63%，当反应7 h后，溶液中的苯酚基本降解完全，光催化效率远高于同等条件下未负载TiO2光催化降解能力。显示出TiO2/MMT复合材料优良的光催化活性。

2.3 化工废水处理

中国作为世界上的工业制造大国，年废水排放量高达186.4亿吨[52]。其中，化工废水因其成分复杂，排放量大等特点，引起的环境污染问题尤为严重。随着光催化技术的快速发展，蒙脱石基复合光催化剂在化工废水处理中开始显现出其独特的优势(表2)。

表2 蒙脱石基复合光催化剂对不同污染物处理总结

李鹏波等[53]利用离子交换法制备了铁柱撑蒙脱石光催化剂，蒙脱石被铁柱撑后在诸多性能得到了大幅提升，如比表面积较大，孔径可调，热稳定性较高，光催化活性较强等。徐景华等[54]合成了羟基铁柱撑蒙脱石、羟基铝柱撑蒙脱石和羟基铁铝复合柱撑蒙脱石并将其应用于水体中磷的吸附-光催化降解研究。结果表明： 3种复合材料对废水中污染物磷的去除率高达97.8%，97.7%和93.4%。这表明经过多元羟基和铁柱撑改性，蒙脱石对水体中含磷污染物的吸附和光催化降解能力明显增强。毛晓明等[40]采用超声辅助的化学沉淀法合成了BiOCl/MMT复合光催化材料，以8-羟基喹啉(8-hydroxyquinoline)为目标污染物评价了其吸附和光催化性能。结果表明，复合材料中蒙脱石的含量对材料的光催化性能有重要影响，当材料中MMT含量为15%(质量分数)时，其光催化活性最高。8-羟基喹啉的降解率在50 min内达到85.6%，而且复合材料化学稳定性较强。因此，BiOCl/MMT在有机酚类工业废水的处理方面具有潜在的应用价值。

蒙脱石基复合光催化材料在各种工业废水处理中得到了广泛研究，但是大部分都停留在实验室阶段或理论研究阶段。蒙脱石基复合光催化材料只有在合成工艺、成本、光催化效率以及稳定性等方面具有比较优势的情况下，才能在实际应用中发挥重要作用。

3 展 望

随着光催化理论研究的不断深入和光催化技术在各个领域的不断应用，尤其是在环境治理领域应用的持续加强，环境复合光催化材料在全球性的生态环境污染治理中将发挥越来越重要的作用。蒙脱石因其储量丰富、层间离子可交换性、较大的比表面积和良好的结构稳定性，已经成为负载型光催化材料最重要的载体之一。将材料优异的光催化性能与蒙脱石优良的吸附性能相结合,针对不同污染物的结构特点和化学性质，研究开发成本低廉、性能优良、易于回收的负载型环境光催化材料，对于解决当前人类面临的日益严峻的生态环境问题,具有很强的现实意义。

目前，蒙脱石负载光催化材料研究已经取得了很多具有积极意义的成果，但是要实现工业化应用还有一些关键技术问题需要解决。未来，针对蒙脱石基光催化材料应在以下方面展开深入研究： (1) 充分利用蒙脱石层间内建电场，促进复合材料中光生电子和空穴的复合，深化蒙脱石载体与光催化剂之间的协同作用；(2) 开发复合材料制备新工艺和新方法,在降低成本的同时，以提高材料的光催化效率和稳定性；(3) 针对不同有机物分子的特点，对载体表面进行改性,设计合成不同用途的蒙脱石基复合光催化材料，并尝试在工业化中的实际应用。随着对矿物负载型光催化材料研究的不断深入，矿物负载尤其是蒙脱石基复合光催化材料发展潜力巨大，必将在未来的环境治理中发挥重要作用。