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基于界面电场调控的Z型Bi2WO6/CuBi2O4异质结用于高效可见光催化降解四环素
摘要： 为去除废水中的四环素（TC），通过溶剂热法将Bi2WO6（BWO）纳米颗粒负载于CuBi2O4（CBO）纳米棒上，合成了一种高效的二元Bi2WO6/CuBi2O4 Z型异质结光催化剂。所得Bi2WO6/CuBi2O4复合材料对TC的光催化降解活性是纯CBO纳米棒的五倍以上。循环实验表明，即使在四次循环后，最优Bi2WO6/CuBi2O4光催化剂仍能在60分钟内光降解超过91%的TC。SEM、瞬态光电流响应和EIS测试结果表明，BWO负载的溶剂热过程可在CBO表面引入具有高密度负电荷的粗糙表面，有助于高效的光生载流子转移。XPS、Mott-Schottky曲线和PL光谱揭示，BWO的负载及界面电荷重排可诱导Z型异质结界面电场的形成，赋予Bi2WO6/CuBi2O4复合材料优异的氧化还原能力。光催化机理研究表明，空穴（h+）和超氧自由基（?O2?）是光降解过程中的主要活性氧物种（ROS）。该研究为制备高效Z型光催化剂用于光催化降解提供了新途径。
关键词： 电荷转移、Z型异质结、环境材料、界面电场、光催化、四环素降解
更新于2025-11-21 10:59:37
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利用生物炭负载Fe3O4作为UV-Fenton催化剂高效去除四环素
摘要： 采用简易共沉淀法和煅烧工艺合成了由玉米秸秆衍生的新型Fe3O4修饰分级多孔碳骨架材料（Fe3O4@MSC），并将其开发为紫外辅助非均相类芬顿催化剂。通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、BET比表面积分析和室温振动样品磁强计（VSM）对合成催化剂进行表征。形貌与结构分析表明，制备的Fe3O4@MSC保留了玉米秸秆原料的原始孔道结构。非均匀多面体Fe3O4均匀生长于MSC整个表面，既抑制了Fe3O4团聚，又提供了更多活性位点以强化紫外辅助类芬顿反应。结果显示：Fe3O4@MSC催化的紫外-类芬顿体系在40分钟反应后四环素（TC）降解效率达99.2%，2小时反应后总有机碳（TOC）去除率达72.1%，显著优于Fe3O4@MSC/H2O2体系（31.5%和2%）、UV/H2O2体系（68%和23.4%）及UV/Fe3O4/H2O2体系（80%和37.5%）。电子自旋共振（ESR）证实?OH在催化反应中起关键作用，并基于中间产物推断了TC的可能降解路径。研究表明，Fe3O4@MSC中的紫外辅助非均相类芬顿过程促进了Fe3+/Fe2+循环并激活界面催化位点，最终实现了四环素的高效降解与矿化。
关键词： 四环素降解、非均相类芬顿催化剂、四氧化三铁、玉米秸秆碳骨架、紫外光照射
更新于2025-11-14 17:04:02
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基于暴露高能{110}晶面的多面体Fe3O4纳米颗粒的紫外光辅助非均相Fenton降解四环素
摘要： 采用水热法以硫酸亚铁和硫代硫酸钠为前驱体，在140°C下合成了暴露高能{110}晶面的多面体Fe3O4纳米颗粒(NPs)。通过X射线粉末衍射(XRD)、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和室温振动样品磁强计(VSM)对催化剂进行表征。所得形貌规整的Fe3O4 NPs具有宽粒径分布，单晶颗粒中{110}晶面占比约38.5%。紫外光照射与多面体Fe3O4 NPs的协同作用显著提升了四环素(TC)的光降解效率：多面体Fe3O4 NPs催化的UV-Fenton体系反应60分钟降解率达96.7%，远高于多面体Fe3O4/H2O2体系(40%)和球形Fe3O4 NPs催化的UV-Fenton体系(28%)。反应120分钟时，该体系的TOC降解效率达56.5%，而UV/H2O2体系和球形Fe3O4 NPs催化体系分别为36.0%和22.1%。此外，该体系在pH 3.0-9.0宽范围内均能有效降解TC，且仅需10 mM H2O2即可实现高效催化。多面体Fe3O4 NPs可连续循环使用五次仍保持91.7%的初始降解效率，经磁场分离后具有优异化学稳定性。紫外光辅助的非均相Fenton反应通过提升·OH和O2·-生成效率及Fe(III)/Fe(II)氧化还原循环，最终实现了卓越的降解效果。
关键词： 非均相紫外-芬顿体系、多面体Fe3O4纳米颗粒、高能{110}晶面、四环素降解
更新于2025-11-14 17:03:37
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过一硫酸盐增强光催化燃料电池中的抗生素去除与同步发电
摘要： 光催化燃料电池（PFC）因其同步实现有机污染物去除与能源回收的潜力而备受关注，但其电池性能仍有待提升。本研究提出一种协同方法：向PFC中添加过一硫酸盐（PMS），以促进抗生素四环素（TC）降解并同步发电。PMS可通过光电效应激活，同时作为电解质和电子受体，既能增强光电催化作用，又将反应空间从电极表面扩展至整个体系。实验表明，相较于未添加PMS的PFC，PFC/PMS系统使TC去除率提高82.83%，发电量增加122.40%。研究还考察了PMS投加量、溶液pH值及紫外强度等关键参数对耦合系统性能的影响。通过紫外-可见光谱与总有机碳分析证实了TC的矿化分解。系列自由基淬灭实验证明：酸性条件下羟基与硫酸根自由基起主导作用；中性环境中PMS直接氧化占主要效应；碱性环境则以单线态氧和超氧阴离子发挥主要功能。
关键词： 四环素降解、电力生产、光催化燃料电池、过一硫酸盐活化
更新于2025-09-23 15:22:29
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利用生物模板法合成TiO?/Fe?O?异质结作为UV-Fenton催化剂高效去除四环素
摘要： 通过高温煅烧结合水热法合成了新型玉米秸秆模板TiO?/Fe?O?分级多孔复合材料。该复合材料被证实是四环素紫外类芬顿降解的高效非均相催化剂。结果表明，制备的TiO?/Fe?O?催化剂保留了玉米秸秆材料的原始孔隙形貌，且大量Fe?O?颗粒附着于TiO?表面。所形成的TiO?/Fe?O?异质结具有丰富界面边界，显著提升了光生电荷在不同组分间的迁移效率。因此在UV-芬顿体系中，该催化剂在宽pH范围内对50 mg/L四环素表现出优异降解活性。特别在pH 7.0条件下，60分钟内实现98%的最大矿化率和四环素去除率，远高于传统Fe?O?基紫外芬顿体系（81%）和TiO?光催化（23%）。四环素降解与矿化效果的增强归因于TiO?/Fe?O?异质结中TiO?骨架产生的光生电子高效还原Fe3?为Fe2?。
关键词： 紫外 - 费顿法、生物模板法、二氧化钛 / 四氧化三铁异质结、四环素降解
更新于2025-09-23 15:21:21
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可见光驱动的Ag/Bi?O?Cl纳米复合光催化剂，对四环素降解具有增强的光催化活性
摘要： 本研究通过简便的光沉积法合成了一种新型Ag/Bi3O4Cl光催化剂。在可见光照射（λ > 420 nm）下，以四环素（TC）降解为评价指标考察其光催化性能。与纯Bi3O4Cl相比，1.0 wt% Ag/Bi3O4Cl光催化剂能显著增强TC降解效果，在120分钟内降解率达到94.2%。光催化活性的提升可归因于Bi3O4Cl的光生电子（e?）与银纳米颗粒引发的表面等离子体共振（SPR）的协同效应，该效应既能增强可见光吸收能力，又可促进光生电子-空穴对的分离。此外，电子自旋共振（ESR）分析和捕获实验证实超氧自由基（?O??）、羟基自由基（?OH）及空穴（h?）在TC降解光催化过程中起关键作用。本研究为开发高效光催化剂以应对当前环境污染、能源问题等相关领域提供了可行途径。
关键词： 光催化剂、表面等离子体共振、Ag/Bi3O4Cl、四环素降解、可见光
更新于2025-09-22 17:15:04
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超声制备介孔Bi2Sn2O7与二维氮化碳的银声光沉积：具有模拟日光驱动药物降解功能的II型等离子体纳米异质结
摘要： 采用超声分散与热处理复合方法结合声光沉积技术合成的介孔Ag/Bi2Sn2O7-C3N4等离激元纳米光催化剂，作为高效太阳光驱动光催化剂用于四环素（TC）抗生素的降解。同时制备了Bi2Sn2O7、g-C3N4、Bi2Sn2O7-C3N4、Ag/Bi2Sn2O7和Ag/C3N4纳米光催化剂进行对比。通过XRD、FESEM/TEM/AFM形貌分析、EDX及点扫描、BET-BJH、FTIR、DRS和pHpzc等技术对样品进行表征。形貌分析显示约75.2%纳米颗粒粒径在10-20nm范围（最小6.9nm，最大42.2nm），立方相Ag颗粒尺寸约25.7nm。UV-vis漫反射光谱表明Ag/Bi2Sn2O7-C3N4的吸收边红移至521nm且带隙减小至2.38eV。该催化剂因Bi2Sn2O7-C3N4 II型异质结结构、超声作用形成的高比表面积（66m2/g）多孔结构以及Ag颗粒表面等离子体共振效应，展现出最优光催化活性（89.1%）。研究还考察了光催化剂用量、TC初始浓度及溶液pH等参数对模拟太阳光照射下降解效果的影响，并提出了污染物可能的去除机制。
关键词： 声-水热法、太阳光驱动、光沉积、Ag/Bi2Sn2O7-C3N4纳米光催化剂、四环素降解
更新于2025-09-12 10:27:22