一种新型Carbon Quantum Dots/CdS/Ta₃N₅ S型异质结纤维光催化材料用于高效降解抗生素

摘要

近年来随着工业化的深入发展，全球环境污染日益加重，尤其是水体中的抗生素污染,亟需重点关注并采取科学、有效方法予以解决。光催化技术是一种非常有前景的水体治理技术，为解决水体抗生素污染提供了重要途径。该技术实现大规模应用的关键在于开发出高效且稳定的光催化材料。现有的光催化材料的性能主要受制于其弱的太阳能利用率，快速复合的光生载流子以及氧化还原能力弱等问题。研究发现科学设计和构筑碳量子调控S型异质结材料可以有效克服以上问题。相比于单一的S型异质结，该新型异质结体系整合了两者的优势，具有巨大的应用前景。因此,开发新型碳量子调控S型异质结材料,有望实现对抗生素污染水体的快速治理,进一步促进光催化水体修复技术的发展。在本文研究中，我们成功开发了一种新型的碳量子点调控的S型carbon quantum dots/CdS/Ta₃N₅异质结纤维用于高效去除左氧氟沙星。其对左氧氟沙星去除速率常数为0.0404 min^-1，比Ta₃N₅,CdS/Ta₃N₅和CdS分别提高了39.4、2.1和7.2倍。这主要得益于独特1D/0D/0D核壳结构，该异质结构有效促进了碳量子点和S型异质结的协同增效机制。本研究为开发高效Ta₃N₅基催化体系用于环境治理开辟了一种新的思路。

关键词

碳量子点 / S型异质结 / Ta₃N₅纤维 / 协同效应 / 光催化

基金资助

纤维材料改性国家重点实验室资助课题(KF2321);; 浙江省自然科学基金(LY20E080014);; 舟山科技项目(2022C41011)资助项目