硫掺杂g-C3N4修饰Fe2O3双缺陷Z型异质结的构建及其光催化降解四环素抗生素研究

本研究针对抗生素污染治理难题，通过构建硫掺杂g-C3N4/Fe2O3双缺陷Z型异质结光催化剂，实现了四环素的高效降解。该材料展现优异的载流子分离效率和光催化活性，为水环境抗生素去除提供了新型解决方案。

　　

在当前环境污染治理领域，抗生素残留问题日益严峻。四环素类抗生素作为广泛使用的兽药和医用抗生素，其在水体中的持久性残留会诱发细菌耐药性，威胁生态系统和人类健康。传统处理方法存在效率低、二次污染等缺陷，亟需开发新型高效降解技术。光催化技术因其绿色环保特性备受关注，但常规光催化剂存在可见光响应差、载流子复合快等瓶颈。

印度Pondicherry Golden Cashew Prod. Ltd.的研究人员创新性地设计了一种双缺陷Z型异质结光催化剂。该研究通过硫掺杂调控g-C₃N₄电子结构，与Fe₂O₃构建具有双缺陷的Z型异质结，显著提升了材料的光吸收能力和电荷分离效率。论文发表于《Journal of Molecular Structure》，为解决抗生素污染提供了新思路。

研究采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、场发射扫描电镜（FE-SEM）等技术表征材料结构，通过电化学阻抗谱（EIS）和光致发光谱（PL）分析电荷转移行为，并建立四环素降解体系评估光催化性能。

【材料表征】XRD显示20°处宽峰证实材料非晶特性，44.4°、64.7°和82°衍射峰对应AgO的面心立方结构。FTIR证实了聚合物基质中Ag-O键的形成，FE-SEM观察到均匀分散的纳米颗粒形貌。

【性能测试】EIS谱显示异质结界面电荷转移电阻显著降低，PL光谱表明载流子复合率下降80%。在模拟太阳光下，90分钟内四环素降解率达95%，循环5次后活性保持90%以上。

【机理分析】Z型异质结有效分离光生电子-空穴对，硫掺杂引入的缺陷态作为捕获中心抑制复合。表面AgO活性位点促进·OH自由基生成，协同作用实现抗生素高效降解。

该研究通过精准调控材料电子结构和界面特性，解决了传统光催化剂效率低的关键问题。所开发的催化剂兼具高活性、稳定性和低成本优势，为实际水处理应用提供了可靠方案。其设计策略可拓展至其他污染物治理领域，对推动绿色环境技术的发展具有重要意义。