nZVI/MoS2复合材料协同去除Cr(VI)与四环素的机制研究及其环境修复应用

本研究针对重金属Cr(VI)与抗生素四环素(TC)复合污染难题，通过构建nZVI/MoS2复合材料，揭示了TC促进Cr(VI)光催化还原至Cr(III)的协同机制。实验表明，TC使Cr(VI)去除率提升20%，反应速率提高3.5倍，XPS与EPR证实电子转移增强是关键。该成果为设计高效环境修复材料提供了理论支撑。

　　

铬(Cr(VI))和四环素(TC)污染是当前环境治理的棘手难题。电镀、制药等行业排放的Cr(VI)具有强致癌性，而畜牧业滥用的TC则通过代谢残留威胁生态链。传统处理方法难以同步去除这两类污染物，纳米零价铁(nZVI)虽具潜力，但易团聚、电子选择性差的缺陷制约其应用。

针对这一瓶颈，中国研究人员在《Inorganic Chemistry Communications》发表研究，创新性地将nZVI与二硫化钼(MoS₂)复合，系统探究了二者协同去除机制。通过SEM、XRD表征材料形貌，结合XPS和EPR追踪电子转移路径，并采用表面络合模型解析吸附-还原过程。

材料表征显示MoS₂的引入使nZVI分散度提升，形成S型异质结，光生电子-空穴对分离效率显著提高。去除性能实验发现，TC的加入使Cr(VI)10分钟去除率从60%跃升至80%，反应速率常数从0.0046 min^?1增至0.0163 min^?1。机制解析表明，TC分子作为电子中介体，通过表面络合加速Cr(VI)→Cr(III)转化，同时Cr(VI)的存在也促进TC光降解。

该研究首次阐明nZVI/MoS₂双污染物协同去除的电子传递机制，为开发高效环境修复材料提供新思路。其创新点在于：1）证实有机-无机污染物间存在互促效应；2）通过微观表征与建模相结合揭示界面反应机理；3）材料展现良好再生稳定性，具备工程应用潜力。这项成果对复杂污染体系的治理具有重要指导意义。