表面氧缺陷ZIF-8/Bi7O9I3纳米复合材料高效光催化降解磺胺类污染物的机制研究

为解决水体中磺胺类抗生素污染问题，研究人员通过构建表面氧缺陷ZIF-8/Bi7O9I3纳米复合材料，在可见光下实现96.12%的磺胺降解率。该研究证实氧空位可捕获电子并降低复合率，为新型光催化剂设计提供理论依据。

　　

光催化技术为治理水污染提供了新思路，而寻找高效降解染料、药物和重金属的材料成为研究热点。这项突破性工作成功合成了具有表面氧缺陷的沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)与碘氧化铋(Bi₇O₉I₃)纳米复合材料。通过电子自旋共振(ESR)和X射线光电子能谱(XPS)分析，研究人员在ZIF-8@Bi₇O₉I₃中捕捉到氧缺陷存在的直接证据。

在180分钟可见光照射下，优化后的纳米复合材料展现出惊人的96.12%磺胺降解效率。这种性能提升的奥秘在于：材料中的氧空位就像电子"陷阱"，能有效俘获光生电子，显著降低电子-空穴复合率。研究团队还系统考察了pH值和催化剂用量等关键参数，并通过五次循环实验证明材料出色的稳定性。

电化学测试显示，这种纳米复合材料具有优异的电荷转移能力和更低的复合率。通过自由基捕获实验，研究人员发现超氧自由基(·O₂^-)和羟基自由基(·OH)是降解过程的"主力军"。这些发现不仅揭示了光催化机制，更为设计新型环境修复材料提供了重要参考。