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模拟日光下铌酸盐/钛酸纳米片催化降解水中环丙沙星

         
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通过一步水热法制备新型铌酸盐/钛酸纳米片(Niobate/titanate nanoflakes,Nb-TiNFs)复合材料,采用XRD、XPS、FT-IR、SEM、TEM等分析手段对其形貌和结构进行了表征,并探究其在模拟日光下对目标污染物环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)的降解性能和内在反应机理。结果表明,Nb-TiNFs可高效、快速光催化降解水中CIP。溶液pH可通过影响静电作用以及羟基自由基的形成而影响CIP的降解,在pH为6时,光催化剂(0.1 g·L^(−1))对水中CIP(10 mg·L^(−1))的降解率最大,即180 min内达到96.2%;常规离子Na^(+)和Fe^(3+)对CIP的降解无明显影响,但Ca^(2+)的存在对其产生一定抑制作用。降解过程中,超氧自由基(·O_(2)^(−))是主要的活性物质,材料内部形成的异质结导致带隙偏移,促进电子转移,抑制电子-空穴对的复合,从而促进了太阳光驱动的光催化活性。Nb-TiNFs合成方法简单、高效、稳定且对环境友好,在光催化去除水中新兴污染物领域具有一定的应用前景。

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