天然闪锌矿中空位与杂质协同作用的光催化砷去除机制研究

本文揭示了天然含铁闪锌矿(ZnS)的晶格缺陷与光催化活性的内在关联。研究发现Fe杂质诱导的空位缺陷可拓宽光吸收范围并暴露表面活性位点，通过促进H2O2活化生成活性氧(ROS)，显著提升As(III)去除效率。该研究为开发可持续水处理异相催化剂提供了新思路。

　　

Highlight

研究证实ZnS中的缺陷位点在活化过程中起关键作用。表面空位缺陷暴露并激活表面原子，显著提升其光催化能力。通过XPS和EPR分析揭示了空位存在，这些空位通过暴露金属活性位点有效增强催化活性。ZnS中的S物种作为电子供体参与类芬顿(Fenton-like)反应，被用作异相催化剂加速Fe³⁺/Fe²⁺氧化还原循环，从而促进H₂O₂活化和ROS生成。

Conclusion

研究表明ZnS中的缺陷位点对活化过程具有决定性影响。表面空位缺陷不仅优化了表面原子活化状态，更通过暴露金属活性位点将催化活性提升至新高度。该工作系统论证了天然矿物缺陷工程在环境治理中的应用潜力，为设计高效水处理催化剂提供了理论依据和实践范式。