近期，資源與環境學院王軍教授團隊在期刊《Chemosphere》和《Environmental Pollution》連續發表兩篇科研論文，在光催化降解典型有機污染物研究方面取得新進展。

水環境中有機污染物存在種類繁多、致突變性和強毒性等問題，特別是醫藥行業廢水排放的抗生素和工業生產中廣泛使用的塑化劑，對人體健康和環境安全造成嚴重影響。光催化氧化技術利用半導體將太陽能應用于水體凈化，受到了廣泛的研究。鉍系半導體材料作為高穩定性、低成本和綠色的光催化劑，是降解水體有機污染物最受歡迎的材料之一。然而傳統的鉍系半導體材料存在光吸收性能差和電子空穴快速復合等問題。因此，通過摻雜和異質結改性等手段改善鉍系材料的光催化性能，提升有機污染物的光催化降解效率，受到廣泛關注。

進展1：在期刊《Chemosphere》發表了題為“One-step synthesis of Bi2O2CO3/Bi2S3S-scheme heterostructure with enhanced photoactivity towards dibutyl phthalate degradation under visible light”的研究論文。王軍教授和化學院殷煥順教授為通訊作者，碩士研究生劉克學為該論文的第一作者，山東農業大學為論文第一完成單位。

采用一步水熱法制備Bi2O2CO3/Bi2S3異質結并且通過改變Na2S的含量實現了Bi2S3的負載量的可控調節。制備所得Bi2O2CO3/Bi2S3對鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)呈現了較高的光催化活性，在可見光照射的條件下，Bi2O2CO3/Bi2S3在3 h內可降解DBP的可達到73.6%，分別是純相Bi2O2CO3和Bi2S3的3.5倍和1.87倍。本研究還對光催化機理進行了探討，發現Bi2O2CO3/Bi2S3符合S型異質結 模型，并證明制備的光催化劑具有良好的循環使用穩定性以及抗干擾性能。

圖1. Bi2O2CO3/Bi2S3光催化劑降解DBP機理示意圖

該研究不僅開發了一種簡便的一步合成Bi2O2CO3/Bi2S3的技術，而且為DBP的降解提供了良好的策略。

該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發項目和山東省泰山學者專項基金資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138357

進展2：在期刊《Environmental Pollution》發表了題為“One-pot solvothermal synthesis of Bi/Bi2S3/Bi2WO6S-scheme heterojunction with enhanced photoactivity towards antibiotic oxytetracycline degradation under visible light”的研究論文。王軍教授為該論文的通訊作者，博士研究生丁佳為該論文的第一作者，山東農業大學為論文第一完成單位。

該研究采用一鍋溶劑熱法成功合成了新型非貴金屬三元化合物Bi/Bi2S3/Bi2WO6。Bi/Bi2S3/Bi2WO6對土霉素具有較高的光催化降解活性。這是由于金屬鉍的SPR效應以及Bi2S3/Bi2WO6的S-型異質結的雙重作用，提高了光生載流子遷移率。復合材料具有較高的光催化穩定性和低的金屬浸出量。本研究分析了降解途徑并證實降解后的土霉素溶液對水稻幼苗毒性顯著降低。

圖2. Bi/Bi2S3/Bi2WO6光催化劑降解土霉素示意圖

該研究將有助于了解光催化劑的肖特基結和S型異質結雙重構建策略，同時為抗生素的光催化降解機理和降解路徑提供理論支持。

該研究得到了國家自然科學基金、山東省高校優秀青年創新團隊項目、山東省重點研發項目以及山東省泰山學者專項基金的大力支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.121550

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波