生物质炭负载CoTiO3-ZnO Z型异质结光催化剂的双功能协同效应：抗生素降解与绿色制氢的突破性研究

本文推荐一种基于酸樱桃石生物质炭(BC)的新型CoTiO3-ZnO Z型异质结光催化剂，通过溶胶-凝胶与水热法优化制备，在可见光下实现氧氟沙星(OFL)降解率>95%和H2产率750 μmol·g-1·h-1的双重功效。BC载体增强电荷分离与污染物吸附，LC-MS证实降解路径，毒性评估显示副产物显著脱毒，为环境修复与清洁能源提供创新解决方案。

　　

Highlight亮点

光催化技术为应对环境污染与可再生能源生产提供了可持续解决方案。本研究创新性地采用酸樱桃石生物质炭(BC)支撑CoTiO₃-ZnO Z型异质结，通过响应面法(RSM)优化后，在可见光下实现氧氟沙星(OFL)降解效率超95%，同步产氢速率达750 μmol·g^-1·h^-1。机理研究表明超氧自由基与光生空穴主导降解过程，而电子驱动质子还原产氢。

Materials used and experimental conditions材料与方法

所有试剂均为分析纯，包括氢氧化钾(KOH)、六水合硝酸钴(Co(NO₃)₂·6H₂O)、二水合乙酸锌(Zn(CH₃COO)₂·2H₂O)等购自Sigma-Aldrich。采用溶胶-凝胶联合水热法构建异质结体系，通过超声辅助实现纳米颗粒均匀分散。

Optimization of synthesis parameters for CoTiO₃-ZnO/BC composites复合物合成参数优化

当BC负载量达0.4 wt%时展现最佳性能：OFL降解动力学常数提升3.2倍，产氢速率较纯CoTiO₃-ZnO提高39%。表征证实BC的引入使比表面积增加至218 m²/g，可见光吸收边红移至520 nm，荧光光谱显示载流子复合率降低68%。

Conclusion结论

该生物质炭支撑的Z型异质结成功实现"污染治理-能源生产"双功能耦合。BC作为电子桥梁促进界面电荷转移，降解中间体毒性降低82%，催化剂循环5次后活性保持92%。这项工作为设计多功能光催化剂提供了新范式。