推文
近期，國際期刊《Chinese Journal of Catalysis》在線發表了題為“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。本文設計并制備了一種新型的S型Mn0.5Cd0.5S/In2S3 (MCS/IS)異質結光催化劑, 用于高效降解抗生素污染物, 重點考察了其對鹽酸四環素(TCH)的去除效果。隨著工業化和城市化的快速發展, 水源中的新興污染物(如抗生素)對生態環境和人類健康構成了嚴重威脅, 亟需開發高效、可靠的水處理技術。光催化高級氧化技術(AOPs)因其反應速率快、氧化能力強且環境友好, 被認為是解決該問題的有效手段。然而, 現有研究在廢水處理的全面評估方面仍存在不足, 特別是在降解路徑、毒性評估及反應機理的深入解析方面亟待加強。本文設計并制備了一種新型的S型Mn0.5Cd0.5S/In2S3 (MCS/IS)異質結光催化劑, 用于高效降解抗生素污染物, 重點考察了其對鹽酸四環素(TCH)的去除效果。實驗結果表明, 優化的MCS/IS光催化劑在可見光下表現出卓越的光催化活性, 對 TCH的降解率顯著提升, 并展現出優異的抗無機陰離子干擾能力。此外, 基于MCS/IS膜的連續流廢水處理系統在長期運行中表現出出色的穩定性, 為實際廢水處理提供了可行的技術方案。通過響應面方法和Fukui函數分析, 系統研究了反應條件 (如催化劑用量、水體類型和污染物種類等)對光催化降解速率的影響, 并揭示了TCH降解的主要路徑及關鍵中間產物。毒性評估結果表明, 經過MCS/IS光催化處理的出水對環境安全無顯著危害。進一步的機理研究表明, MCS/IS光催化劑中的S 型異質結結構有效促進了光生電子-空穴對的分離, 同時保留了強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計與合成提供了新思路, 還通過系統的降解路徑解析、毒性評估及機理研究, 為光催化技術在環境治理中的應用奠定了科學基礎。Chinese Journal of Catalysis是工程技術類的中科院一區期刊，最新影響因子為17.7。