用于选择性去除水中磺胺甲噁唑的新型双 Z 型光催化剂!
用于选择性去除水中磺胺甲噁唑的新型双 Z 型光催化剂!
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传统的光催化方法面临着选择性方面的挑战,通常会导致有机污染物和高浓度共存污染物的无差别降解。然而,MFTC复合材料通过在其表面加入分子印迹位点,有目的地克服了这一局限性。
鉴于此,近期由哈尔滨工业大学的研究人员在《环境科学与生态技术》(Environmental Science and Ecotechnology)杂志上发表的一项新研究中,开发出一种新型双 Z 型光催化剂,即分子印迹 TiO 2 @Fe 2 O 3 @g-C 3 N 4 (MFTC) 复合材料,可选择性地去除水中的 磺胺甲噁唑( SMX)。
图文概述
这些特化位点具有识别和增强磺胺甲噁唑(SMX)吸附的独特能力,使得 MFTC 在磺胺嘧啶(SDZ)、布洛芬(IBU)和双酚 A(BPA)等其他污染物存在的情况下,也能高效地选择性吸附 SMX。在模拟废水条件下,MFTC 复合材料对 SMX 的选择性降解效率高达 96.8%,几乎是其他污染物竞争催化剂降解效率的两倍。
图形摘要。DOI:10.1016/j.ese.2023.100308
分子印迹位点的 "锁与键 "机制在选择性捕获 SMX 方面发挥了关键作用,因而性能优越。MFTC 光催化系统对 SMX 的降解过程涉及 -OH 和 -O2- 自由基的生成,通过新提出的双 Z 型机制促进了 SMX 的去除。这种机制增强了电荷载流子的转移和分离,从而显著提高了光催化活性。
此外,MFTC 复合材料在多次循环中表现出卓越的稳定性和可回收性,使其成为水处理应用中一种前景广阔的实用解决方案。MFTC 复合材料的优异性能和选择性为高效和选择性光催化剂的发展提供了令人振奋的前景,有助于为水净化和环境修复开发生态友好和具有成本效益的解决方案。
A、MFTC的制造工艺。b–d, MFT (b), NFT (c), MFTC (d) 的 SEM 图像。e-f,MFTC的TEM图像。g,MFTC 的 C、Fe、Ti 和 N 的 SEM 元素映射图像。
这项研究不仅为选择性去除磺胺甲噁唑(SMX)提供了宝贵的见解,而且为进一步探索分子印迹纳米复合材料在选择性去除其他药物残留和有机污染物方面的应用打开了大门。
参考文献
Jing-Yan Zhang et al, Selective removal of sulfamethoxazole by a novel double Z-scheme photocatalyst: Preferential recognition and degradation mechanism, Environmental Science and Ecotechnology (2023). DOI: 10.1016/j.ese.2023.100308
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