CdMnS/g-C3N4@rGO异质结界面工程助力可见光催化降解环丙沙星

本文报道了通过水热法构建具有Cd-N界面化学键的CdMnS/g-C3N4@rGO（CMS-gCN/rGO）三元异质结光催化剂，在可见光照射60分钟内对环丙沙星（CIP）的降解率高达98%。该研究通过界面键合工程有效促进了光生载流子分离，并结合时间分辨荧光光谱（TR-PL）和自由基捕获实验揭示了电荷转移机制，为开发高效无毒的光催化材料提供了新策略。

　　

亮点

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  通过水热法成功构建具有Cd-N界面键的CMS-gCN/rGO异质结
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  在可见光下60分钟内实现98%的环丙沙星降解效率
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  Cd-N键作为电荷传输通道显著提升载流子分离效率
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  三元复合材料对大肠杆菌无毒性抑制，具备环境友好特性

材料与试剂

实验所用材料与试剂的详细信息见补充材料。

CMS-gCN/rGO复合材料的制备

通过改良Hummers法制备氧化石墨烯。采用改进方法制备石墨相氮化碳（gCN）：将三聚氰胺在管式炉中550°C热处理4小时，研磨成细粉备用。复合材料制备流程示意图见图1。

材料表征

通过XRD分析表征样品的晶体结构（图2a）。gCN显示两个特征峰：13.1°对应三-s-三嗪单元的面内堆积（100晶面），27.5°的主峰归属于芳香片段层间堆叠（002晶面）。GO的衍射图谱显示...

结论

通过水热法制备的CMS-gCN/rGO异质结在可见光照射下对水中环丙沙星展现出卓越的降解性能。界面Cd-N键的形成不仅稳定了异质结结构，更为光生载流子提供了高效的传输路径，显著延长了电荷寿命。三元异质结的优异性能归因于CMS与gCN的协同效应以及rGO的电子介导作用，为开发高效光催化材料提供了新视角。