近日,水污染防治及数值模拟创新团队2021级研究生陈国壮在国内核心期刊环境科学学报上发表论文。青岛理工大学为第一作者单位,硕士生陈国壮为第一作者,团队马丙瑞副教授为通讯作者。该成果“Z型g-C3N4/Bi2WO6吸附-光催化降解左氧氟沙星:动力学、机制与降解路径”开发了一种具有优异吸附性能的可见光催化剂,对水中的左氧氟沙星展现出优异的吸附及光催化降解效果。
氟喹诺酮类抗生素作为一种人工合成的抗菌药物,具有抗菌谱广、抗菌活性强、化学性质稳定和价格低廉等特点,被广泛地应用于医疗、畜牧业和水产养殖中。由于抗生素广谱的抗菌性及稳定的卤代杂环结构,常见的处理方法如厌氧消化、物理吸附、膜分离等对抗生素的去除水平有限。光催化技术作为一种绿色、高效的高级氧化技术,在去除水中难降解有机污染物方面具有广阔的应用前景。本研究通过水热法制备了g-C3N4掺杂量为13%的g-C3N4/Bi2WO6复合光催化剂,并使用SEM、XRD、XPS、BET、UV-Vis DRS和电化学工作站等对其形貌、结构和光电化学性能进行表征。分析结果表明,g-C3N4均匀负载于Bi2WO6表面,形成了稳定的异质结结构。g-C3N4/Bi2WO6具有更大的比表面积,在40 min的暗反应阶段对水中左氧氟沙星(LEV)的吸附效率为43.7%。g-C3N4/Bi2WO6对LEV的吸附行为符合准二级动力学模型,其初始吸附阶段颗粒内扩散是限速步骤。g-C3N4/Bi2WO6在120 min的可见光反应阶段对LEV的去除效率为85.8%,其光催化降解过程符合准一级动力学模型。g-C3N4/Bi2WO6吸附-光催化降解LEV性能增强的原因主要是增大的比表面积以及Z型异质结的形成拓展了催化剂的光谱响应范围,提高了光生电子-空穴的分离效率。h+和O2-在g-C3N4/Bi2WO6光催化降解LEV过程中发挥主要作用,且经过光催化降解后LEV的急性毒性和致突变性均有所下降。
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