我國學(xué)者研發(fā)出新型復(fù)合光催化劑 可高效去除水中殘留抗生素

該校交叉創(chuàng)新研究院教授石輝團(tuán)隊以活化生物炭為載體，通過水熱反應(yīng)聯(lián)合化學(xué)共沉淀法，研發(fā)出新型復(fù)合光催化劑。該催化劑對水中高濃度諾氟沙星表現(xiàn)出高效去除效果。相關(guān)論文發(fā)表于《自然》旗下期刊《npj 清潔水》。

近年來，抗生素作為新興污染物引發(fā)全球?qū)W者關(guān)注。諾氟沙星是目前常用的喹諾酮類抗生素藥物。由于其無法被人體完全代謝，因此易殘留在多種水體中。光催化是目前降解此類污染物有效的技術(shù)之一，但傳統(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(shù)的推廣應(yīng)用。

為解決這一難題，石輝團(tuán)隊構(gòu)建了本質(zhì)上含有納米銀顆粒的硫化銀、磷酸銀、活化生物炭三元復(fù)合光催化劑，在光照120分鐘時對高濃度（每升50毫克）諾氟沙星的去除率超過90.42%，降解速率常數(shù)為0.0175每分鐘，總有機(jī)碳去除率達(dá)69.67%。在光照60分鐘時即可完全去除常見濃度（每升10毫克）的諾氟沙星。

“新型復(fù)合光催化劑具有可重復(fù)利用性、光穩(wěn)定性和在復(fù)雜環(huán)境下的抗干擾性?！闭撐牡谝蛔髡呒嫱ㄓ嵶髡摺⑽靼步ㄖ萍即髮W(xué)教師王彤彤介紹，該復(fù)合光催化劑具有Z-scheme型光生載流子轉(zhuǎn)移模式。他們的研究采用氮硫共摻雜方式豐富了復(fù)合光催化劑的元素組成、表面官能團(tuán)和缺陷，同時也活化了介孔結(jié)構(gòu)。

“我們還發(fā)現(xiàn)了尚未見報道的某個新降解中間體?！蓖跬榻B，該降解中間體是喹諾酮類抗生素共有的官能團(tuán)，在這類抗生素的降解過程中起到承上啟下的關(guān)鍵作用。

石輝說，該研究揭示了非金屬元素氮硫共摻雜協(xié)同增強(qiáng)磷酸銀的光催化作用機(jī)制，提供了喹諾酮類抗生素降解過程及新降解中間體的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，有助于推動低成本光催化技術(shù)的高效應(yīng)用。