2025年5月，国际期刊《Separation
and Purification Technology》发表题为“Novel biomass carbon dots/chitosan hydrogel-modified TiO2:
An effective reduction of Cr(VI) in various wastewater under sunlight”的研究论文。该论文报道了一种P-CDs/TiO2@CS复合材料这种材料不仅具有良好的可回收性和抗菌性，同时对废水中Cr（VI）的处理具有良好的效果，在环境废水处理中具有重要的实际应用潜力。《Separation and Purification Technology》是一本致力于传播环境工程和化学工程中均相溶液和非均相混合物分离纯化新方法的国际旗舰期刊。2024年6月20日发布的影响因子为8.1，属于中科院一区期刊。
通讯单位：新疆大学
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六价铬（Cr(VI)）由于其固有的毒性，对环境和人类健康构成严重威胁。光催化技术因其高效、环保的特点而受到广泛关注。然而，现有的光催化剂受到光照条件、还原率低以及在实际废水中的研究不足的限制。该研究以花生壳粉为原料合成生物质碳点（P-CDs），并与壳聚糖（CS）和TiO2结合制备新型光催化剂（9:11 % P-CDs/TiO2@CS）。该光催化剂比TiO2具有更小的带隙和更宽的光吸收范围，而水凝胶的多孔结构增加了P-CDs/TiO2@CS与Cr（VI）之间的接触面积，从而提高了其光催化性能。研究表明，在氙灯的模拟阳光下，0.2 g 9:1 % P-CDs/TiO2@CS在30分钟（pH 7）内以99.64%的速率还原50 mg/L的Cr（VI）。该光催化剂在pH范围（pH 2-9）、不同浓度（10、20、30、40、50和60 mg/L）以及各种实际废水样品（进水、出水和电镀废水）中也表现出出色的还原Cr（VI）的能力。经过5次循环后，还原率仍保持在90.38%。在自然光照和离子干扰下进行的实验进一步证实了其出色的光催化性能和在实际应用中的稳定性。自由基捕获实验表明，电子(e-)和空穴（h+）是主要的活性物质。此外，抗菌实验表明，光催化剂在光照射下产生的活性氧能有效抑制大肠杆菌的增殖。因此，P-CDs/TiO2@CS在环境废水处理中具有重要的实际应用潜力。
2、P-CDs/TiO2@CS在自然光照下Cr（VI）显著降低。
3、P-CDs/TiO2@CS具有良好的可回收性和抗菌性。
4、P-CDs/TiO2@CS在Cr（VI）废水处理中具有良好的性能
图3总结了不同影响因素：1. 不同P-CDs含量：1% P-CDs/TiO2对Cr（VI）还原率最高，随着P-CDs含量的增加，2%和3%
P-CDs/TiO2的还原率略有下降。2.不同比例P-CDs/TiO2@CS：9:1
1% P-CDs/TiO2@CS复合材料的催化性能最好，在30 min内Cr（VI）还原率达到99.61%。3.不同光催化剂用量：增加光催化剂的用量对反应有积极的影响，当光催化剂浓度达到0.2
g/100 mL时，Cr（VI）的还原效率有所提高。4.Cr（VI）初始浓度:随着Cr（VI）浓度的增加，还原速率逐渐降低。高初始浓度的Cr（VI）显著阻碍了光子对光催化剂反应界面的渗透，从而减少了光活性物质的产生。5.不同pH：pH值为2时，反应速率最大。在酸性环境下，Cr（VI）可能完全溶解；而在碱性条件下，pH为8和9时的还原率分别降至89.02%和78.44%。
图 3.(a)不同P-CD含量Cr（VI）的光还原。(b)不同P-CDs/TiO2@CS比例下的光还原反应和准一级反应动力学(c)。不同1% P-CDs/TiO2@CS剂量(d)、Cr（VI）初始浓度(e)和pH (f)下Cr（VI）的光还原反应(插图：不同1% P-CDs/TiO2@CS剂量(d)、Cr（VI）初始浓度 (e)和pH水平(f)下的假一级反应动力学）
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翻译与资料整理：肖梅
编辑：环境与能源功能材料
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