近期，環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院王傳義教授團隊巴基斯坦的博士留學(xué)生Atif Sial在《Journal of Catalysis》、《ACS ES&T Engineering》和《Science China-Materials》等期刊上發(fā)表系列高質(zhì)量SCI期刊論文，Atif Sial為第一作者，王傳義教授為通訊作者，陜西科技大學(xué)為第一單位和通訊單位。
水體中的抗生素污染已成為全球環(huán)境保護領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)，其主要驅(qū)動因素為工業(yè)化和城市化進程的加速。這不僅對生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和人類健康構(gòu)成威脅，還加劇了抗生素耐藥性的傳播。因此，迫切需要開發(fā)高效的廢水處理技術(shù)，以應(yīng)對日益嚴重的抗生素污染問題。
近年來，壓電光催化技術(shù)作為一種新興的污染治理方法，因其能夠在外部應(yīng)力作用下促進光催化反應(yīng)而受到廣泛關(guān)注。在這一領(lǐng)域中，鉍基復(fù)合氧化物由于其獨特的壓電特性和良好的可見光響應(yīng)性，引起了研究人員的廣泛興趣。然而，盡管該類材料在催化降解中的潛力巨大，但其不同形態(tài)和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化仍是提升催化性能的關(guān)鍵問題。針對這一挑戰(zhàn)，研究發(fā)展了一種BNT@Mn-SnO2（BSM）異質(zhì)復(fù)合材料的合成方法，該材料結(jié)合了Bi0.5Na0.5TiO3（BNT）、錳納米粒子和SnO2。通過超聲波與可見光聯(lián)合照射，成功地在60分鐘內(nèi)實現(xiàn)了四環(huán)素（TC）的95.4%降解，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)催化方法。BNT的固有電場與錳納米粒子的等離子體特性有效促進了電荷的分離和傳輸，進一步拓寬了光的吸收范圍，從而提高了光催化反應(yīng)的效率。該研究為提高抗生素降解效率提供了新的思路，并為開發(fā)更高效的廢水處理技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。
此外，利用銀負載鉍碘化物（Ag-BiOI）納米片提升三甲氧芐氨（TMP）降解性能。通過引入氧空位（OVs）和銀，顯著提高了催化劑的活性，60分鐘內(nèi)降解效率達到了97%。這一結(jié)果表明，氧空位和銀作為雙重活性位點在氧化自由基的生成中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，從而促進了TMP的高效降解。進一步的研究評估了所合成的鉍基復(fù)合材料在實際廢水中的應(yīng)用效果。實驗結(jié)果顯示，該材料在實際廢水中的催化降解性能顯著，表明其在復(fù)雜藥品廢水處理中的潛力。通過優(yōu)化催化劑濃度和反應(yīng)溫度等關(guān)鍵參數(shù)，顯著提高了廢水中污染物的去除效率，為實際應(yīng)用中的抗生素污染治理提供了有效的技術(shù)支持。
綜上所述，通過系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改性，鉍基復(fù)合氧化物有效增強了其固有的壓電潛力，拓寬了光的吸收范圍，并優(yōu)化了電荷動力學(xué)。這些關(guān)鍵進展不僅提升了壓電光催化反應(yīng)的效率，還顯著增強了降解能力，為應(yīng)對抗生素污染的可持續(xù)廢水處理策略提供了堅實的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。與此同時，團隊在高分辨電鏡原位分析方面取得了創(chuàng)新成果，并在國內(nèi)頂級學(xué)術(shù)期刊中國科學(xué)-材料發(fā)表綜述文章。
（核稿：王念東 編輯：趙誠）
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