可见光驱动MnO2/MnS杂化纳米结构光催化降解有机污染物：废水处理的协同创新策略

研究人员通过水热法合成MnO2/MnS二元纳米复合材料，成功实现可见光下罗丹明B（RhB）染料的高效降解（93%/120分钟）。该研究优化了催化剂用量（20 mg/50 mL）、氧化剂浓度（15 mM）及pH（4）等参数，证实了OH·、e?和h+在光催化机制中的关键作用，为太阳能驱动的废水处理提供了新型解决方案。

　　

这项突破性研究构建了独特的二氧化锰/硫化锰（MnO₂/MnS）异质结纳米结构，犹如在微观世界搭建了高效的"光能转化工厂"。通过精妙的水热合成工艺，研究人员制备出具有2.33电子伏特（eV）窄带隙的纳米催化剂，其17纳米（nm）的晶粒尺寸为电荷快速分离提供了理想平台。

当可见光照射时，异质结就像分子级别的"电荷传送带"：光生电子（e^?）与空穴（h⁺）在界面高效分离，产生活性氧物种（ROS）对染料分子发起"精准打击"。实验数据显示，在模拟太阳光下，这个纳米级"净化系统"仅需2小时就能清除93%的罗丹明B（RhB），降解效率远超传统催化剂。

研究团队运用响应面分析法（RSM）破解了多参数协同作用的密码，发现酸性环境（pH=4）下，15毫摩尔（mM）氧化剂与20毫克催化剂的组合能触发最佳降解性能。自由基捕获实验则揭示了羟基自由基（OH^·）是降解过程的"主力军"。这项成果为开发太阳能驱动的"绿色水处理厂"提供了全新思路，让难降解有机污染物在纳米尺度上"无处可逃"。