推文
近期，國(guó)際期刊《Chinese Journal of Catalysis》在線發(fā)表了題為“Systematic assessment of emerging contaminants elimination using an S-scheme Mn0.5Cd0.5S/In2S3 photocatalyst: Degradation pathways, toxicity evaluation and mechanistic analysis”的研究性論文。本文設(shè)計(jì)并制備了一種新型的S型Mn0.5Cd0.5S/In2S3 (MCS/IS)異質(zhì)結(jié)光催化劑, 用于高效降解抗生素污染物, 重點(diǎn)考察了其對(duì)鹽酸四環(huán)素(TCH)的去除效果。隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展, 水源中的新興污染物(如抗生素)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅, 亟需開(kāi)發(fā)高效、可靠的水處理技術(shù)。光催化高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)因其反應(yīng)速率快、氧化能力強(qiáng)且環(huán)境友好, 被認(rèn)為是解決該問(wèn)題的有效手段。然而, 現(xiàn)有研究在廢水處理的全面評(píng)估方面仍存在不足, 特別是在降解路徑、毒性評(píng)估及反應(yīng)機(jī)理的深入解析方面亟待加強(qiáng)。本文設(shè)計(jì)并制備了一種新型的S型Mn0.5Cd0.5S/In2S3 (MCS/IS)異質(zhì)結(jié)光催化劑, 用于高效降解抗生素污染物, 重點(diǎn)考察了其對(duì)鹽酸四環(huán)素(TCH)的去除效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 優(yōu)化的MCS/IS光催化劑在可見(jiàn)光下表現(xiàn)出卓越的光催化活性, 對(duì) TCH的降解率顯著提升, 并展現(xiàn)出優(yōu)異的抗無(wú)機(jī)陰離子干擾能力。此外, 基于MCS/IS膜的連續(xù)流廢水處理系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行中表現(xiàn)出出色的穩(wěn)定性, 為實(shí)際廢水處理提供了可行的技術(shù)方案。通過(guò)響應(yīng)面方法和Fukui函數(shù)分析, 系統(tǒng)研究了反應(yīng)條件 (如催化劑用量、水體類型和污染物種類等)對(duì)光催化降解速率的影響, 并揭示了TCH降解的主要路徑及關(guān)鍵中間產(chǎn)物。毒性評(píng)估結(jié)果表明, 經(jīng)過(guò)MCS/IS光催化處理的出水對(duì)環(huán)境安全無(wú)顯著危害。進(jìn)一步的機(jī)理研究表明, MCS/IS光催化劑中的S 型異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)有效促進(jìn)了光生電子-空穴對(duì)的分離, 同時(shí)保留了強(qiáng)氧化性空穴和高還原性電子, 從而顯著提升了光催化性能。綜上, 本研究不僅為高效光催化劑的設(shè)計(jì)與合成提供了新思路, 還通過(guò)系統(tǒng)的降解路徑解析、毒性評(píng)估及機(jī)理研究, 為光催化技術(shù)在環(huán)境治理中的應(yīng)用奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。Chinese Journal of Catalysis是工程技術(shù)類的中科院一區(qū)期刊，最新影響因子為17.7。