西安建大青年学者研发新型复合光催化剂去除水中新兴污染物

中新网西安10月16日电 (阿琳娜 马长蕊)记者16日从西安建筑科技大学获悉，该校交叉创新研究院修复生态学研究团队以活化生物炭为载体，通过水热反应联合化学共沉淀法研发了新型氮硫共掺杂生物炭基磷酸银复合光催化剂，并尝试应用去除水中高浓度的诺氟沙星。

近年来，治理新兴污染物(如水环境中残留的抗生素)受到全球学者的关注。光催化是去除此类受污染水体最有效且有前景的技术之一，不过传统光催化剂存在光生载流子快速重组的现象，限制了该技术的推广应用。

为解决该难题，一些学者提出将传统光催化剂与碳材料复合构建异质结和吸附型增强光催化活性的策略，这对设计和开发新型光催化剂提出新挑战。目前，已有研究发现：非金属或重金属元素掺杂能提升光催化活性，然而多种非金属元素共掺杂协同增强贵金属半导体催化的作用机制仍处于研究初期。

西安建大科研团队研究构建的复合光催化剂本质上是含有纳米银颗粒的硫化银/磷酸银/活化生物炭三元复合材料，该复合材料具有Z-scheme型光生载流子转移模式。采用氮硫共掺杂方式能丰富该复合光催化剂的元素组成、表面官能团和缺陷，同时也活化了介孔结构。该复合光催化剂还具有可重复利用性、光稳定性和在复杂环境下的抗干扰性，与同类型研究的光催化剂相比更具性价比。研究还揭示了非金属元素共掺杂协同增强光催化作用机制。

据介绍，该研究为非金属氮硫共掺杂协同增强磷酸银光催化机制指引了新观点，完善了相关理论；也为喹诺酮类抗生素的降解过程及新降解中间体提供了关键数据，有助于推动低成本光催化技术的高效应用。

研究成果《新颖的Z-Scheme型氮硫共掺生物炭基磷酸银复合材料高效去除诺氟沙星及协同机制》在Nature旗下期刊《npj Clean Water》发表，系统地探究了在模拟水环境和实际废水中诺氟沙星的去除效果、多重环境因子影响、降解过程与路径等，从而揭示了协同增强光催化的作用机制。论文第一作者兼通讯作者为青年教师王彤彤，西安建筑科技大学为该论文第一完成单位。

据悉，西安建大交叉创新研究院修复生态学研究团队在学科带头人石辉教授的带领下，以“立足生态、面向工程、交叉融合、突显应用”为特色，已在水环境生态化处理、水质保障和修复、土壤有机污染修复和城市植被拦截空气颗粒物方面形成研究优势。(完)【编辑:曹子健】