受自然界启发的Z型SnO2@ZnO n–n异质结构光催化剂，用于通过活性氧物种降解废水中的新兴污染物

《New Journal of Chemistry》：Nature-inspired Z-scheme SnO2@ZnO n–n heterostructure photocatalyst for reactive oxygen species-mediated degradation of emerging contaminants in wastewater

工业活动加剧水污染，本研究以D. cristata叶提取物为生物还原剂和稳定剂，通过绿色水热合成法制备SnO?@ZnO n-n异质结纳米催化剂。在可见光及H?O?辅助下，30分钟内实现97.63%和96.35%的ibuprofen与2,4,6-三硝基苯酚降解，遵循伪一级动力学，量子产率分别为5.63×10?2和6.18×10?2。ESR及自由基淬灭证实Z型电荷转移机制，LC-MS、COD和TOC分析显示污染物矿化为CO?、H?O及简单有机酸，催化剂循环五次活性保持良好，无生态毒性，表明其为高效、稳定且环境友好的废水处理催化剂。

　　

工业活动加剧了持久性有机污染物向水生系统的排放，对水质和环境造成了破坏。在这项研究中，采用了一种绿色水热合成方法，利用D. cristata叶片提取物作为生物氧化还原剂和稳定剂，制备了Z型结构的SnO₂@ZnO n–n型异质结纳米复合材料。通过XRD、FT-IR、UV-Vis、DRS、PL、EIS、SEM-EDX、TEM-SAED和BET等手段对样品进行了全面表征，证实了异质结构的成功形成。在可见光和H₂O₂的协同作用下，该光催化剂在30分钟内实现了97.63 ± 1.82%的布洛芬（IBU）降解率和96.35 ± 1.59%的2,4,6-三硝基苯酚（TNP）降解率，降解过程遵循伪一级动力学，其速率常数（k）分别为0.09391和0.09272 min^?1，量子产率为5.63 × 10^?2和6.18 × 10^?2分子光子^?1。ESR和自由基淬灭实验表明，该催化剂通过直接的Z型电荷转移机制促进了光生载流子与活性氧物种（ROS）的有效分离，从而加速了污染物的降解。后续的液相色谱-质谱（LC-MS）分析、化学需氧量（COD）和总有机碳（TOC）测试结果显示，目标污染物几乎完全矿化（>92%），转化为二氧化碳（CO₂）、水（H₂O）及简单的矿物酸等对环境无害的物质，表明该催化剂实现了近乎完全的解毒效果。该催化剂在五次重复使用后仍保持高活性，且几乎没有渗出物，也未观察到生态毒性，证明SnO₂@ZnO是一种高效、耐用且环保的光催化剂，适用于实际废水处理应用。