中國(guó)粉體網(wǎng)訊 近日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)殷煥順、王軍教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān)，制備的三元鉍系光催化劑，使羅丹明B、日落黃和四環(huán)素這三種常見(jiàn)含氮污染物基本完全降解，并使其中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)為銨肥。目前該成果已刊登在國(guó)際知名期刊《應(yīng)用催化B：環(huán)境》上。

光催化技術(shù)作為復(fù)合高級(jí)氧化技術(shù)的一種，在光的照射下，光催化劑表面會(huì)產(chǎn)生氧化能力較強(qiáng)的自由基和活性氧，將有機(jī)污染物氧化分解，達(dá)到去除有機(jī)污染物的目的。光催化技術(shù)作為一種低能耗、環(huán)境友好的凈化技術(shù)，20世紀(jì)六七十年代興起，一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。目前，光催化劑降解轉(zhuǎn)換效率低、對(duì)可見(jiàn)光利用較少等瓶頸難題，制約了光催化技術(shù)的研發(fā)及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用。

殷煥順和王軍教授團(tuán)隊(duì)向記者表示，前人的研究表明，氯氧鉍(BiOCl)/碳酸氧鉍(Bi₂O₂CO₃)復(fù)合納米材料有較好的光催化活性，但在治理水環(huán)境中有機(jī)污染物方面的效率仍需要進(jìn)一步提升。鉍(Bi)系金屬中有很多材料能在可見(jiàn)光條件下完成光催化，是理想的光催化劑。同時(shí)作為一種無(wú)毒的元素，鉍的泄漏不存在環(huán)境污染問(wèn)題。然而，單一光催化劑材料在治理水環(huán)境中有機(jī)污染物時(shí)，存在著光生電子—空穴重組率高的問(wèn)題。

為此，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地通過(guò)一步水熱法制備了Bi/BiOCl/Bi₂O₂CO₃三元復(fù)合納米材料，簡(jiǎn)化了材料制備過(guò)程，并以羅丹明B及日落黃和四環(huán)素這三種常見(jiàn)的水中有機(jī)污染物為目標(biāo)降解物進(jìn)行研究。

他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Bi/BiOCl/Bi₂O₂CO₃復(fù)合納米材料能夠快速降解羅丹明B，可見(jiàn)光照射12分鐘條件下，1毫克/毫升的復(fù)合材料能夠?qū)?0毫克/千克的羅丹明B降解掉99%，礦化率為91.46%(可見(jiàn)光照射24分鐘)，降解速率高達(dá)0.2694/分鐘，相比單一的BiOCl、Bi₂O₂CO₃材料，降解速率分別增加12.58倍和168.38倍。同時(shí)，鉍在制備的復(fù)合納米材料中穩(wěn)定性較高，泄漏到環(huán)境中的濃度僅為0.8納克/毫升。

他們的研究也發(fā)現(xiàn)，由于羅丹明B分子結(jié)構(gòu)中氮元素在光催化過(guò)程中生成銨根離子，在使用Bi/BiOCl/Bi2O2CO3復(fù)合納米材料治理后得到的水具有一定肥力，使得原本明顯抑制綠豆芽根發(fā)育的含羅丹明B廢水，在被降解后反而促進(jìn)綠豆芽根的伸長(zhǎng)。

他們還嘗試用Bi/BiOCl/Bi₂O₂CO₃復(fù)合納米材料降解其他兩種含氮有機(jī)污染物日落黃和四環(huán)素，結(jié)果表明，70分鐘可見(jiàn)光照射下，污染物基本完全降解，礦化率分別能夠達(dá)到85.53%和80.13%。日落黃和四環(huán)素分子結(jié)構(gòu)中的有機(jī)氮也成功轉(zhuǎn)化為銨根離子，使得降解的廢水具有肥力。他們認(rèn)為，該復(fù)合材料也具有廣譜降解有機(jī)污染物的能力，具有較高的光催化降解能力。

(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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