2024年8月22日，浙江师范大学地环学院膜法课题组在Separation and Purification Technology期刊发表题为“Synergistic Enhancement of Singlet Oxygen Generation in Au and Oxygen Vacancy Co-Modified Bi2MoO6 Ultrathin Nanosheets for Efficient Ciprofloxacin Degradation（纳米金和氧空位共修饰Bi2MoO6超薄纳米片协同增强单线态氧生成实现环丙沙星的高效降解）”的研究论文。Separation and Purification Technology是分离技术领域的中科院一区期刊，最新影响因子为8.6。本科生李北乐为第一作者，周明珠博士和林红军教授为论文共同通讯作者。
► OVs和金纳米颗粒加速电荷载流子的分离和迁移。
太阳光驱动的光催化活化分子氧技术是一种潜在可产生高活性和高氧化性活性氧物种（ROS）实现水体中有机污染物降解的技术之一，而低分子氧活化（MOA）效率会大大降低污染物的降解效率。本研究将OVs和Au纳米颗粒共同引入到Bi2MoO6（ABMOH）中，以增强Bi2MoO6（BMO）的光催化活性，从而提高MOA效率。密度泛函理论证明，OVs的引入不仅能改善BMO对分子氧的吸附，还能加强分子氧的O-O键解离，有利于MOA。同时，Au纳米颗粒独特的局部表面等离子体共振效应大大提高了光吸收能力。更为重要的是，OVs和Au纳米颗粒都能作为“电子陷阱”捕获光生电子，从而加速电荷转移。基于OVs和Au纳米颗粒的上述优势，ABMOH显示出优异的MOA效率，其对环丙沙星（CIPF）的降解速率（Kapp）是BMO单体的3.62倍。自由基捕获实验和电子自旋共振（ESR）表明， ABMOH体系可选择性地生成单线态氧（1O2）用于CIPF降解，而超氧自由基（.O2-）转化和能量转移是1O2形成的两条重要的途径。
本研究采用水热法和柠檬酸三钠还原法分别制备了BMO和Au纳米颗粒，然后通过碱刻蚀法在BMO中引入OVs（BMOH），最后通过静电自组装构建了ABMOH复合催化剂。SEM和TEM的表征显示ABMOH呈现出纳米片状的形态，同时Au纳米颗粒在这些纳米片表面均匀分散。
图1 (a-d) BMO、BMOH-0.1、ABMO-4 和ABMOH-4的SEM图像；(e-f) ABMOH-4的TEM和HRTEM图像；(g-j) ABMOH-4中Bi、Mo、O和Au的EDS元素图谱图像
本论文选用CIPF作为目标难降解有机污染物来测定BMO、BMOH、ABMO和ABMOH的光催化活化分子氧降解抗生素类污染物的性能。如图2 (a-b)所示，OVs的引入提高了BMO的光催化效率（BMO降解效率为54.07%，BMOH的降解效率为77.85%），拟一阶动力学模型显示BMOH-0.1的kapp是纯BMO的2.00倍。此外，Au纳米粒子的可进一步提高BMOH的光催化降解CIPF性能（ABMOH的降解效率为93.08%），其kapp值是BMO单体的3.62倍（图2 (c-d)）。
图2 (a) BMO、BMOH-0.5、BMOH-0.1和BMOH-0.2降解CIPF的效率图（b）以及对应的拟一阶动力学模型；(c) ABMO-4、BMOH-0.1、ABMOH-2、ABMOH-4和ABMOH-8降解CIPF的效率图（d）以及对应的拟一阶动力学模型.
李北乐，男，浙江温州人，目前为浙江师范大学地理与环境科学学院环境科学与工程大三学生，主要致力于光催化高级氧化技术用于水体中有机污染物的降解，拥有较高的科研兴趣。目前以第一作者的身份在Separation and Purification Technology期刊上发表论文1篇。
