記者16日從西安建筑科技大學獲悉，該校交叉創(chuàng)新研究院修復生態(tài)學研究團隊以活化生物炭為載體，通過水熱反應聯(lián)合化學共沉淀法研發(fā)了新型氮硫共摻雜生物炭基磷酸銀復合光催化劑，并嘗試應用去除水中高濃度的諾氟沙星。
近年來，治理新興污染物(如水環(huán)境中殘留的抗生素)受到全球學者的關注。光催化是去除此類受污染水體最有效且有前景的技術之一，不過傳統(tǒng)光催化劑存在光生載流子快速重組的現(xiàn)象，限制了該技術的推廣應用。
為解決該難題，一些學者提出將傳統(tǒng)光催化劑與碳材料復合構建異質結和吸附型增強光催化活性的策略，這對設計和開發(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摻雜能提升光催化活性，然而多種非金屬元素共摻雜協(xié)同增強貴金屬半導體催化的作用機制仍處于研究初期。
西安建大科研團隊研究構建的復合光催化劑本質上是含有納米銀顆粒的硫化銀/磷酸銀/活化生物炭三元復合材料，該復合材料具有Z-scheme型光生載流子轉移模式。采用氮硫共摻雜方式能豐富該復合光催化劑的元素組成、表面官能團和缺陷，同時也活化了介孔結構。該復合光催化劑還具有可重復利用性、光穩(wěn)定性和在復雜環(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比。研究還揭示了非金屬元素共摻雜協(xié)同增強光催化作用機制。
據(jù)介紹，該研究為非金屬氮硫共摻雜協(xié)同增強磷酸銀光催化機制指引了新觀點，完善了相關理論；也為喹諾酮類抗生素的降解過程及新降解中間體提供了關鍵數(shù)據(jù)，有助于推動低成本光催化技術的高效應用。
研究成果《新穎的Z-Scheme型氮硫共摻生物炭基磷酸銀復合材料高效去除諾氟沙星及協(xié)同機制》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、降解過程與路徑等，從而揭示了協(xié)同增強光催化的作用機制。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)新研究院修復生態(tài)學研究團隊在學科帶頭人石輝教授的帶領下，以“立足生態(tài)、面向工程、交叉融合、突顯應用”為特色，已在水環(huán)境生態(tài)化處理、水質保障和修復、土壤有機污染修復和城市植被攔截空氣顆粒物方面形成研究優(yōu)勢。（阿琳娜 馬長蕊）
