定向构建双Z型异质结BiOBr@CDs-TiO2?x用于光催化灭菌中的靶向载流子分离

为解决TiO2光催化灭菌中电荷复合快、紫外依赖性强及病原体静电排斥等问题，研究人员通过构建双直接Z型BiOBr@CDs-TiO2?x异质结，将具有空穴捕获特性的缺陷BiOBr微球核与碳点(CDs)修饰的TiO2?x壳协同整合。该体系在可见光下1小时内可清除99.9%的大肠杆菌(5×108 CFU mL?1)、金黄色葡萄球菌(2×108 CFU mL?1)和白色念珠菌(1×108 CFU mL?1)，同时实现生物膜清除和污染物降解，为定向异质结设计提供了新范式。

　　

这项突破性研究巧妙设计了一种双Z型光催化系统——BiOBr@碳点(CDs)-TiO_2?x异质结，像精准的"分子手术刀"般解决传统光催化灭菌的三大痛点。研究团队创新性地将具有光致变色特性的缺陷BiOBr微球（富含(110)晶面）作为核心，外层包裹着CDs修饰的缺氧型TiO_2?x外壳。氨基功能化的CDs不仅充当"分子焊工"还原TiO₂产生氧空位(OVs)，还像"电荷快递员"增强材料表面正电荷。通过BiOBr的空穴捕获特性和CDs的电子传输能力，该体系实现了载流子的空间定向分离。在可见光照射下，这个"纳米灭菌工厂"能在1小时内歼灭99.9%的致病微生物（包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌），同时还能分解生物膜和有机污染物。该研究不仅开创了CDs构建TiO_2?x氧空位的新方法，更为设计靶向光催化系统提供了"电荷亲和力驱动"的新思路。