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王向宇/任南琪院士ACB：纳米零价铁修饰TiO2，可见光催化降解污染物

时间：2022-03-25 来源： 浏览：

王向宇/任南琪院士ACB：纳米零价铁修饰TiO2，可见光催化降解污染物

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  论文信息   

第一作者：Xi Wu

通讯作者：王向宇、任南琪院士

通讯单位：昆明理工大学、哈尔滨工业大学

DOI:10.1016/j.apcatb.2022.121325

  全文速览   

四环素(TC)是一类高效的抗生素药物，被广泛应用于治疗人和动物感染。然而，大量研究表明，水体很难完全吸收大部分TC，从而导致其过量排放到自然环境中。更严重的是，传统的污水处理厂无法有效消除TC，导致耐药细菌和耐药基因的广泛存在，严重威胁生态环境与人类健康。因此，开发出一种高效的TC降解技术至关重要。

图1 . Fe 0 @黑色TiO 2 Z型异质结的制备流程示意图。

文章要点1 ：在本文中，作者通过活化Fe 0 表面的钝化层作为半导体，成功地原位构建出一种用于高效环境修复的Z型异质结。该过程无需高温氢气气氛，仅通过简单合成可回收的Fe 0 @黑色TiO 2 Z型异质结，即可同时改善Fe 0 的团聚钝化以及TiO 2 的不良可见光吸收问题。

文章要点2 ：结果表明，Fe 0 @黑色TiO 2 对四环素(TC)污染物的降解效率分别是原始Fe 0 和黑色TiO 2 的1.23倍和2.63倍。研究发现，高度分散的Fe 0 和原位构建的Z型异质结具有强还原能力，因此表现出优异的降解性能。

文章要点3 ：通过多种表征技术系统地阐明Fe 0 的高分散性、异质结的构建、Fe 0 @黑色TiO 2 增强的光降解性能。此外，基于 • O 2 - 和 • OH的重要作用，确定出TC的光降解途径。该研究结果为Fe 0 @黑色TiO 2 在环境修复中的开发和应用前景提供必要的启发与指导。

图2 . Fe 0 @黑色TiO 2 Z型异质结的理化性质与微观形貌表征。
图3 . 不同可见光催化体系中的TC污染物降解性能。
图4 . 自由基捕获实验与ESR测试分析活性物种。
图5 . Fe@Ti-2的TC污染物降解机理。
  参考文献   
Xi Wu, et al. Facile in-situ construction of highly dispersed nano zero-valent iron modified black TiO 2 Z-scheme recyclable heterojunction with highly efficient visible-light-driven photocatalytic activity. Appl. Catal. B Environ. 2022.
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121325

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