榴莲壳衍生ZnO/TiO2-生物炭复合材料的构建及其高效染料吸附与光催化降解性能研究

为解决染料污染导致的水体环境危机，研究人员通过水热法成功合成榴莲壳生物炭(BDH)/ZnO/TiO2纳米复合材料。该材料以H3PO4活化提升孔隙率(14.761–34.143 ?)，比表面积达原始生物炭5.5倍，在UV照射下对亚甲基蓝(MB)的去除率高达98.57%，且经三次再生仍保持95%以上效率。该研究为农业废弃物高值化利用及废水处理提供了双功能可持续解决方案。

　　

这项突破性研究将榴莲果壳转化为高性能环境修复材料。通过限氧热解法制备的榴莲壳生物炭(BDH)经磷酸(H₃PO₄)活化后，与氧化锌(ZnO)和二氧化钛(TiO₂)纳米颗粒完美融合——TiO₂呈现锐钛矿相(20–35 nm)，ZnO保持纤锌矿结构(100–240 nm)。这种三维多孔复合材料就像纳米级"海绵陷阱"，其发达的孔道结构(孔径14.761–34.143 ?)能强力捕获亚甲基蓝(MB)染料分子，而半导体纳米颗粒则在紫外线(365 nm)激发下产生大量活性氧物种，将染料分子"撕碎"成无害小分子。实验数据显示，这种"吸附-降解"双机制协同作用使得MB去除率飙升至98.57%，远超单一组分性能。更令人振奋的是，这种"绿色装甲"材料经过三次循环使用后依然保持95%以上的战斗力，展现出惊人的稳定性。该研究不仅为农业废弃物找到"变废为宝"的新途径，更为解决全球性染料污染难题提供了创新性方案。