近年來,隨著抗生素的大量生產和使用,其排放的廢水對環境造成的污染變得日益嚴重。光催化降解作為一種新興抗生素去除技術,近些年來備受研究人員的關注。
為解決傳統光催化劑TiO2僅能利用太陽光中紫外光(約占可見光的5%)部分等問題,近期,北京科技大學能源與環境工程學院林海教授課題組在去除抗生素用新型光催化劑研究方面取得新進展。
林海教授課題組利用親水性改性沸石作為載體,通過超聲協同水熱法合成可重復利用的新型CoS2/MoS2@Zeolit(CoS2/MoS2@Z)可見光催化材料,并探究了新型催化劑對抗生素的去除效率和降解機理。

新型CoS2/MoS2@Z催化劑制備路徑
研究表明:CoS2/MoS2@Z是一種沸石載體表面及孔隙結構中負載有繡球狀MoS2夾雜針狀CoS2插層、高比表面積和介孔結構的復合材料,其中Co和Mo的摩爾比是光催化性能控制的關鍵因素。在30分鐘暗吸附、2小時光照條件下,該光催化劑對四環素的去除率可達到96.71%。

復合光催化劑SEM-EDS圖譜
CoS2/MoS2@Z對四環素的去除機理包括:
?。?)沸石對四環素的吸附作用增加了催化劑與四環素的接觸機會,并阻止光生電子和空穴的復合;
?。?)Co出色的電子轉移能力提升了MoS2對可見光吸收性能;
?。?)CoS2更窄的帶隙有利于光生電子和光生空穴的產生,生成的電子和空穴轉移至MoS2的導帶和價帶,進而產生活性氧自由基。

光催化降解機理
該論文以“Novel CoS2/MoS2@Zeolite with excellent adsorption and photocatalytic performance for tetracycline removal in simulated wastewater”在線發表于國際環境科學與生態學領域重要期刊Journal of Cleaner Production (5-Year IF = 7.051)。論文第一作者為博士生劉俊飛,通訊作者為林海教授。該研究工作由北京科技大學董穎博副教授,賀銀海講師和Ehma Rose博士共同完成,并得到十三五國家重大水專項(2017ZX07101004)的支持。
來源:農環視界
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