干枣棕榈提取物联快速微波辅助合成ZnWO?/S-g-C?N?纳米复合材料及其光催化降解染料、药物和抗菌性能研究

《Scientific Reports》：Microwave-assisted plant-extract-mediated synthesis of S-scheme S-g-C?N?/ZnWO? nanocomposite for visible-light degradation of dye and antibiotic and antimicrobial activity

　　

摘要

本研究聚焦于利用干枣棕榈提取物通过快速微波辅助合成环境友好的ZnWO₄/S-g-C?N?纳米复合材料。枣棕榈提取物同时充当还原剂和稳定剂，而微波辐照促进了复合材料的高效合成并增强了可见光吸收。研究采用XRD、FTIR、SEM、元素分布图、EDAX、TGA、XPS、UV-DRS以及紫外-可见光谱对异质结构光催化剂进行了全面表征。通过在可见光照射下降解玫瑰红染料和市售莫西沙星片剂来评估所制备纳米复合材料的光催化性能。与各自的单独组分相比，ZnWO₄/S-g-C?N?光催化剂（10 ppm/10 mg）表现出卓越的效率，即120分钟内染料降解率达95%，90分钟内药物降解率达85%。ZnWO₄与S-g-C?N?异质结的形成显著提高了可见光吸收，从而降低了光生电子-空穴对的重复合成率，提升了光催化效率。捕获实验证实超氧自由基（?O??）和羟基自由基（?OH）为主要活性物种，直接空穴氧化（h?）起次要作用。此外，该催化剂在多次循环中表现出良好的稳定性和可重复使用性。纳米复合材料还对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出抗菌活性，使其在环境修复中具有多功能性。因此，本研究提出了一种可持续且节能的方法，在废水处理应用方面具有广阔前景，并证明了S-g-C?N?的使用可以促进电荷载流子的分离，从而制备出高效的光催化纳米复合材料。