SPT | 杭电张峻教授:双空位异质结光催化降解抗生素

文摘   科学   2024-11-01 07:35   浙江  

研究背景

环境污染和能源危机是当今的热门话题。其中,抗生素等新兴污染物的降解和清洁能源的开发成为了重要的研究方向。光催化降解技术由于其快速、彻底的矿化作用,被广泛应用于抗生素的降解。同时,光电化学(PEC)析氢技术作为一种高效、清洁的制氢方法也备受关注。过渡金属硒化物因其窄带隙和高载流子迁移率,在光催化和光电化学领域展现出良好的应用前景。

研究方法

该研究采用一步水热法制备了 MnSex/FeSex p-n 异质结催化剂,并通过乙二胺四乙酸 (EDTA) 浸泡处理,进一步形成 Mn 和 Fe 双金属空位。该研究利用多种表征手段,包括XRD、SEM、TEM 和 EDS 等测试了异质结的构建以及双金属空位的形成。XPS 和 UV-vis DRS 分析揭示了催化剂的表面化学状态和光吸收特性。

研究亮点

  • 成功制备了双阳离子空位 MnSeₓ/FeSeₓ p-n 异质结催化剂。

  • MnSeₓ/FeSeₓ 异质结在降解左氧氟沙星方面表现出 423% 的增强光催化活性。

  • MnSeₓ/FeSeₓ 异质结表现出高光电化学活性,在 0 V vs RHE 下电流密度为 -2.438 mA/cm²。

  • 异质结可以促进光生载流子的分离,从而提高光催化效率。

  • 空位可以作为析氢反应的活性中心,提高 PEC 性能。

研究意义

这项研究提出了一种结合异质结和空位的多功能催化剂制备方法。双阳离子空位 MnSeₓ/FeSeₓ p-n 异质结催化剂在光催化和光电化学领域具有广阔的应用前景。该研究为进一步研究稳定高效的光催化剂提供了灵感。


图1. (a-b) MnSeₓ,(c-d) FeSeₓ,(e-f) MFS3 和 (g-h) MFS3v 的 SEM 图像
图2. (a)左氧氟沙星的循环降解率和 (b) MFS3 的相对降解率;(c) XRD 图案;循环降解后 MFS3 和 MFS3T 的 (d) Mn 2p、(e) Fe 2p 和 (f) Se 3d 的 XPS 结果。

作者

这项工作的第一作者是杭州电子科技大学的硕士研究生卢国雨。湖北文理学院的Yang Han和杭州电子科技大学的张峻教授是该论文的通讯作者
引文格式

G. Lu, H. Yang, J. Zhang, B. Lin, J. Xu, Adjustable double cation vacancies MnSex/FeSex p-n heterojunction catalysts on improving multifunctional photocatalytic and photoelectrochemical performance, Separation and Purification Technology 355 (2025) 129642. DOI: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.129642.


蠕变预测ICCP
国际蠕变预测中心(International Center for Creep Prediction, ICCP)致力于推广高温材料及强度、蠕变、材料基础理论与实验等领域的研究成果。诚邀专家学者赐稿,共推行业发展。欢迎关注,共同探索!
 最新文章