可见光辅助氧化亚锡微米片降解亚甲基蓝与甲基橙的机制解析及路径优化

针对工业废水中有机染料难降解问题，研究人员通过水热法合成不同形貌的SnO微米片，探究其对甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能。最优样品D在可见光下120分钟降解率分别达>79%和>96%，BET分析显示其具有55.354 m2/g比表面积和12.546 nm平均孔径，五次循环后仍保持66-85%活性，为绿色水处理提供新材料。

　　

随着工业废水排放量激增，含有甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)等难降解染料的污染问题日益严峻。传统物理化学处理方法存在效率低、二次污染等缺陷，而半导体光催化技术因其室温反应、矿化彻底等优势成为研究热点。然而，常见金属氧化物如TiO₂、ZnO等存在带隙宽、光腐蚀严重等问题，且部分纳米材料具有细胞毒性风险。氧化亚锡(SnO)作为p型半导体(带隙2.7-3.2 eV)，凭借低毒性、高稳定性等特性崭露头角，但其形貌调控与降解机制研究仍不充分。

印度化学学会期刊《Journal of the Indian Chemical Society》近期发表的研究中，国内科研团队通过水热法合成四种SnO样品，系统考察不同沉淀剂（NaOH、KOH等）及表面活性剂Triton? X-100对材料形貌的影响。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和比表面积分析(BET)等技术表征材料特性，在可见光照射下评估染料降解效率，并通过动力学模型分析反应机制。

主要技术方法
研究以SnCl₂·2H₂O为前驱体，通过调控沉淀剂种类（NaOH/KOH/NH₄OH）和表面活性剂添加，采用水热法（180°C/24小时）制备不同形貌SnO。通过XRD鉴定晶相，FESEM观察微观形貌，UV-Vis监测染料浓度变化，BET测定比表面积和孔径分布，并建立伪一级动力学模型分析降解过程。

研究结果

1. 材料表征：XRD显示样品D为纯相SnO（JCPDS 06-0395），仅样品A含微量SnO₂杂质（JCPDS 77-0450）。FESEM证实样品D呈现多孔微米片结构，BET测得比表面积达55.354 m²/g，孔径12.546 nm，属介孔材料。
2. 光催化性能：可见光照射120分钟后，样品D对MO和MB降解率分别>79%和>96%，显著优于其他样品。伪一级动力学常数显示MB降解速率更快。
3. 稳定性测试：经过五次循环，样品D对MO/MB的降解活性仍保持66%和85%，表明其结构稳定性良好。

结论与意义
该研究成功构建了多孔SnO微米片高效光催化体系，揭示表面形貌与降解效率的构效关系：大比表面积和介孔结构促进染料吸附与光生载流子分离。相较于传统TiO₂等催化剂，SnO展现出更优的可见光响应能力和环境友好特性。研究成果不仅为有机染料废水处理提供新策略，也为设计非毒性半导体光催化剂提供理论依据，契合绿色化学与可持续发展理念。作者在致谢中提及获得印度大学拨款委员会(UGC)资助，并联合CSIR-CSMCRI、AIIMS等机构完成材料表征，体现跨学科合作价值。