ZnBi2O4/ZIF-67 S型异质结光催化活化过硫酸盐高效降解盐酸四环素：机制优化与环境应用

本研究通过室温溶剂法成功构建ZnBi2O4/ZIF-67 S型异质结（ZBO/ZIF-67），结合过硫酸盐（PMS）活化技术，实现可见光下盐酸四环素（TC-HCl）15分钟93.4%的高效降解。系统揭示了Co2+/Co3+循环活化PMS机制，并通过CCF实验优化参数（pH=5，催化剂负载比10 mgCat/mgTC-HCl），为抗生素污染治理提供新策略。

　　

亮点

多项研究强调了锌铋氧化物（ZnBi₂O₄，ZBO）卓越的光学特性和表面催化能力。其合适的带隙和化学稳定性使其成为理想的光催化剂。然而，单组分ZBO的光生电子复合问题限制了催化效率。近期研究表明，通过将ZBO与其他半导体（如ZIF-67）构建异质结，可有效抑制电荷复合——例如ZnBi₂O₄-Bi₂S₃复合材料对靛蓝胭脂红的降解效率比纯ZBO提升19.3倍，这归功于异质结界面的高效电荷转移。

结论

本研究成功开发了新型S型ZBO/ZIF-67异质结光催化剂，用于可见光下强化PMS活化降解TC-HCl。相较于单一体系，ZBO/ZIF-67/PMS系统仅需15分钟即可实现93.4%的TC-HCl降解率。环境因素（如催化剂负载比、pH值、光照强度）通过中心复合表面中心法（CCF）优化后，该系统在90分钟内降解率高达99.6%。研究同时证实了催化剂的循环稳定性（5次循环后仍保持活性）和环境安全性（通过大肠杆菌OD₆₀₀和植物根长实验验证），为抗生素废水处理提供了创新解决方案。