記者16日從西安建筑科技大學(xué)獲悉，該校交叉創(chuàng)新研究院修復(fù)生態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)以活化生物炭為載體，通過(guò)水熱反應(yīng)聯(lián)合化學(xué)共沉淀法研發(fā)了新型氮硫共摻雜生物炭基磷酸銀復(fù)合光催化劑，并嘗試應(yīng)用去除水中高濃度的諾氟沙星。
近年來(lái)，治理新興污染物(如水環(huán)境中殘留的抗生素)受到全球?qū)W者的關(guān)注。光催化是去除此類受污染水體最有效且有前景的技術(shù)之一，不過(guò)傳統(tǒng)光催化劑存在光生載流子快速重組的現(xiàn)象，限制了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。
為解決該難題，一些學(xué)者提出將傳統(tǒng)光催化劑與碳材料復(fù)合構(gòu)建異質(zhì)結(jié)和吸附型增強(qiáng)光催化活性的策略，這對(duì)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)新型光催化劑提出新挑戰(zhàn)。目前，已有研究發(fā)現(xiàn)：非金屬或重金屬元素?fù)诫s能提升光催化活性，然而多種非金屬元素共摻雜協(xié)同增強(qiáng)貴金屬半導(dǎo)體催化的作用機(jī)制仍處于研究初期。
西安建大科研團(tuán)隊(duì)研究構(gòu)建的復(fù)合光催化劑本質(zhì)上是含有納米銀顆粒的硫化銀/磷酸銀/活化生物炭三元復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有Z-scheme型光生載流子轉(zhuǎn)移模式。采用氮硫共摻雜方式能豐富該復(fù)合光催化劑的元素組成、表面官能團(tuán)和缺陷，同時(shí)也活化了介孔結(jié)構(gòu)。該復(fù)合光催化劑還具有可重復(fù)利用性、光穩(wěn)定性和在復(fù)雜環(huán)境下的抗干擾性，與同類型研究的光催化劑相比更具性價(jià)比。研究還揭示了非金屬元素共摻雜協(xié)同增強(qiáng)光催化作用機(jī)制。
據(jù)介紹，該研究為非金屬氮硫共摻雜協(xié)同增強(qiáng)磷酸銀光催化機(jī)制指引了新觀點(diǎn)，完善了相關(guān)理論；也為喹諾酮類抗生素的降解過(guò)程及新降解中間體提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)，有助于推動(dòng)低成本光催化技術(shù)的高效應(yīng)用。
研究成果《新穎的Z-Scheme型氮硫共摻生物炭基磷酸銀復(fù)合材料高效去除諾氟沙星及協(xié)同機(jī)制》在Nature旗下期刊《npj Clean Water》發(fā)表，系統(tǒng)地探究了在模擬水環(huán)境和實(shí)際廢水中諾氟沙星的去除效果、多重環(huán)境因子影響、降解過(guò)程與路徑等，從而揭示了協(xié)同增強(qiáng)光催化的作用機(jī)制。論文第一作者兼通訊作者為青年教師王彤彤，西安建筑科技大學(xué)為該論文第一完成單位。
據(jù)悉，西安建大交叉創(chuàng)新研究院修復(fù)生態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在學(xué)科帶頭人石輝教授的帶領(lǐng)下，以“立足生態(tài)、面向工程、交叉融合、突顯應(yīng)用”為特色，已在水環(huán)境生態(tài)化處理、水質(zhì)保障和修復(fù)、土壤有機(jī)污染修復(fù)和城市植被攔截空氣顆粒物方面形成研究?jī)?yōu)勢(shì)。（阿琳娜 馬長(zhǎng)蕊）
