近期,四川农业大学理学院张云松教授课题组与水利水电学院王莹教授课题组联合,在国际期刊Journal of Colloid and Interface Science上发表了题为“Fabrication of close-contact S-scheme Cr2Bi3O11-Bi2O3/Fe3O4@porous carbon microspheres based on in-situ reaction: Enhanced photo-Fenton wastewater treatment”的研究论文。该研究创新性地合成了基于紧密接触S型异质结构的复合光催化剂Cr2Bi3O11-Bi2O3/Fe3O4@PCs(F-CBFP),展现出对有机污染物的优异降解效果和高效的光Fenton抗菌性能。
该材料通过原位反应法制备的具有独特的S型异质结有效促进了复合催化剂的光生电荷分离和迁移。研究表明,F-CBFP在模拟阳光照射下,能够在60分钟内使水中甲基橙和盐酸四环素降解率分别达到97.8%和95.3%,并能在短时间内实现100%的大肠杆菌灭活。此外,通过密度泛函理论(DFT)计算揭示了该材料在光催化过程中电荷传输和分离机制,为进一步设计高效环保水污染处理材料提供了新思路。
理学院张云松教授和林丽老师为该论文的共同通讯作者,水利水电学院王莹教授和理学院硕士研究生杨佳为论文的共同第一作者。该研究获得了国家自然科学基金、四川省自然科学青年基金、四川农业大学“双支计划”和四川农业大学人才启动基金资助。
图1 F-CBFP复合材料光芬顿催化降解和消毒的初步机理