Bi5O7I/壳聚糖纳米复合材料：一种高效、可持续的甲基橙和4-硝基苯酚催化还原体系

为解决工业废水中有机污染物（如甲基橙MO和4-硝基苯酚4-NP）难降解问题，研究人员开发了一种新型Bi5O7I@CSb纳米复合材料。通过溶胶-水热法和共沉淀法将Bi5O7I纳米片固定于壳聚糖（CS）水凝胶中，该材料在可见光下对MO的降解效率达97%（120分钟），对4-NP的还原转化仅需3分钟，且可重复使用7-10次。研究为低成本、环保型废水处理催化剂设计提供了新思路。

　　

随着工业发展，染料和硝基酚类污染物对水体的威胁日益严峻。传统废水处理技术如吸附、膜分离等存在成本高、能耗大等缺陷，而半导体光催化技术因绿色高效备受关注。然而，纳米光催化剂易团聚、难回收的问题限制了其实际应用。针对这一挑战，摩洛哥研究团队创新性地将非化学计量比铋氧碘化物（Bi₅O₇I）与天然多糖壳聚糖结合，开发出兼具高活性和易回收特性的复合催化剂，相关成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》。

研究团队采用溶胶-水热法合成Bi₅O₇I纳米片，通过碱性共沉淀将其嵌入CS水凝胶珠，结合XRD、XPS、SEM等多维表征技术验证材料结构。光降解实验以MO为模型污染物，还原实验以NaBH₄为还原剂评估4-NP转化效率。

Characterization of Bi₅O₇I@CSb catalyst
XRD证实复合材料成功保留Bi₅O₇I的晶相（2θ=29.6°）和CS的无定型特征。SEM显示Bi₅O₇I纳米片均匀分散于CS基质，有效抑制团聚。XPS分析表明Bi³⁺与CS的氨基形成配位键，增强稳定性。

Photocatalytic degradation of MO
在可见光下，Bi₅O₇I@CSb对MO的降解效率达97%，归因于其窄带隙（2.30 eV）促进光生载流子分离。循环实验表明，7次使用后活性仅下降3%，显著优于纯Bi₅O₇I。

Catalytic reduction of 4-NP
在NaBH₄存在下，3分钟内即可实现4-NP完全转化。CS的富电子氨基加速电子转移，10次循环后转化率仍保持100%，突破传统催化剂易失活的瓶颈。

该研究首次将CS与Bi₅O₇I结合，创造了兼具高活性、易回收和低成本优势的催化体系。其创新点在于：①利用CS的氨基锚定Bi₅O₇I纳米片，防止活性组分流失；②CS的3D网络结构增强污染物传质效率；③开发出适用于光催化和化学还原的双功能材料。这项工作为设计可持续水处理技术提供了范例，尤其对解决发展中国家工业废水治理难题具有重要实践意义。