記者10月25日從西安建筑科技大學獲悉，該校交叉創新研究院教授石輝團隊以活化生物炭為載體，通過水熱反應聯合化學共沉淀法，研發出新型復合光催化劑。該催化劑對水中高濃度諾氟沙星表現出高效去除效果。相關論文發表于《自然》旗下期刊《npj 清潔水》。
近年來，抗生素作為新興污染物引發全球學者關注。諾氟沙星是目前最常用的喹諾酮類抗生素藥物。由于其無法被人體完全代謝，因此易殘留在多種水體中。光催化是目前降解此類污染物最有效的技術之一，但傳統光催化劑存在光生載流子快速重組的現象，限制了該技術的推廣應用。
為解決這一難題，石輝團隊構建了本質上含有納米銀顆粒的硫化銀、磷酸銀、活化生物炭三元復合光催化劑，在光照120分鐘時對高濃度（每升50毫克）諾氟沙星的去除率超過90.42%，降解速率常數為0.0175每分鐘，總有機碳去除率達69.67%。在光照60分鐘時即可完全去除常見濃度（每升10毫克）的諾氟沙星。
“新型復合光催化劑具有可重復利用性、光穩定性和在復雜環境下的抗干擾性。”論文第一作者兼通訊作者、西安建筑科技大學教師王彤彤介紹，該復合光催化劑具有Z-scheme型光生載流子轉移模式。他們的研究采用氮硫共摻雜方式豐富了復合光催化劑的元素組成、表面官能團和缺陷，同時也活化了介孔結構。
“我們還發現了尚未見報道的某個新降解中間體。”王彤彤介紹，該降解中間體是喹諾酮類抗生素共有的官能團，在這類抗生素的降解過程中起到承上啟下的關鍵作用。
石輝說，該研究揭示了非金屬元素氮硫共摻雜協同增強磷酸銀的光催化作用機制，提供了喹諾酮類抗生素降解過程及新降解中間體的關鍵數據，有助于推動低成本光催化技術的高效應用。（記者王禹涵）
轉自：科技日報
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