高效降解环境新污染物四环素的复合光催化剂:从材料设计到降解机制
Composite photocatalysts for efficient degradation of emerging contaminant tetracyclines:From material design to degradation mechanisms作者机构：中国计量大学质量与安全工程学院杭州310018 中国计量大学环境与健康科学研究院杭州310018
出 版 物：《环境化学》 (Environmental Chemistry)
年 卷 期：2023年第42卷第9期
页 面：2859-2875页
核心收录：
学科分类：081704[工学-应用化学] 081705[工学-工业催化] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0815[工学-水利工程] 0703[理学-化学]
基 金：国家自然科学基金(22036005 21878302)资助
主 题：光催化降解 四环素 复合光催化剂 介孔材料 元素掺杂 助催化剂 染料敏化 异质结结构
摘 要：四环素类抗生素是目前使用量最大,使用频率最高的一类抗生素.近年来,日益严峻的四环素污染对生态系统和人类健康造成严重危害,我国“十四五规划已将抗生素类物质纳入环保重点管控的新污染物名单.因此,如何有效降解四环素已成为环境污染治理领域亟待解决的问题.光催化降解作为一种低能耗、可重复利用和环境友好型的降解技术,在四环素降解方面具有较大的应用前景.然而采用单组分光催化剂的光催化降解技术存在着可见光利用不足、光生电荷复合率高等缺陷,导致四环素降解时矿化不完全,有高毒性中间产物生成.为了克服这些问题,研究者们开发出了兼具广吸收光谱性和强氧化还原性的复合光催化剂.本文调研和梳理了近五年复合光催化剂降解四环素的研究现状,从复合光催化剂的设计与合成、四环素的降解性能、降解反应机制等方面进行了阐述.结果显示,在着重于提升光吸收效率、光生载流子传输能力、光生电子-空穴分离效率等方面,通过介孔材料负载、金属/非金属元素掺杂、染料敏化、助催化剂负载、异质结结构构造等调控手段,设计制备出多种复合光催化剂,有效提升了光催化反应活性,显著提高了水体中四环素的光催化降解性能,四环素降解率达到63.7%—100%,矿化率达到34.4%—100%.最后,针对复合光催化剂现存的问题,包括选择性不高、稳定性较差、毒性效应有待进一步探索等方面进行总结与展望,以期实现其在实际水体中的应用.
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