CuBi2O4/Bi2WO6 Z型异质结用于光电类芬顿体系下高效降解环丙沙星

摘要：

针对目前水环境中抗生素污染严重的问题,使用简单的溶剂热法制备了CuBi2O4/Bi2WO6(CBWO)Z型异质结催化剂.扫描电子显微镜分析结果表明,其结构为棒状和纳米片状.能量色散元素图谱显示,Cu,W,Bi和O元素均匀分散在CBWO-60中;使用X射线衍射和傅里叶变换红外光谱探究了催化剂的晶体结构和化学键、官能团组成;BET表征结果证明,CBWO-60具有较高的比表面积.X射线光电子能谱(XPS)证明Cu+和Cu2+共存,促进了芬顿(Fenton)反应的循环进行,XPS结合能的位移证明了异质结中CuBi2O4和Bi2WO6之间具有强的电子相互作用,而不是物理混合;使用紫外-可见漫反射光谱和价带-X射线光电子能谱分析了异质结的能带结构;利用光致发射光谱、电化学阻抗谱和瞬态光电流响应谱探究了催化剂的电荷转移情况.在该系列催化剂中,CBWO-60在光电类芬顿(PEF-like)体系中对环丙沙星(CIP)的降解效率最高,90 min时,降解效率为98.0％.同时,溶液初始pH在2～6范围时,体系始终能够维持有效的CIP去除效率,与传统芬顿体系相比,该体系的pH应用范围得到了有效拓宽.在PEF-like体系中,CBWO-60对喹诺酮类、磺胺类和四环素类抗生素均表现出较强的降解能力,充分证明了CBWO-60的普适性.CBWO-60在连续5次循环实验后,对CIP仍保持87.8％的降解率,并且反应后催化剂的晶体结构没有发生改变.根据高效液相色谱-质谱的结果,提出了CIP降解的5种可能途径.

关键词：光电类芬顿体系、铋酸铜/钨酸铋、Z型异质结、环丙沙星、活性氧物种

所属期刊栏目：45

分类号：O643;O646(物理化学（理论化学）、化学物理学)

在线出版日期：2024-01-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：55-66