[2025 CJC] Systematic assessment of emerging contaminants elimination using an S-scheme Mn0.5Cd0.5S/In2S3 photocatalyst: Degradation pathways, toxicity evaluation and mechanistic analysis
作者：Yating Ai, Sónia. Carabineiro, Xianqiang Xiong, Huayue Zhu, Qi Wang, Bo Weng
關鍵字：S-scheme heterojunction Mn0.5Cd0.5S/In2S3 Antibiotic degradation Biotoxicity Reaction mechanism
論文來源：期刊
具體來源：Chinese Journal of Catalysis 75 (2025) 147–163
發表時間：2025年
本文設計并制備了一種新型的S型Mn0.5Cd0.5S/In2S3 (MCS/IS)異質結光催化劑, 用于高效降解抗生素污染物, 重點考察了其對鹽酸四環素(TCH)的去除效果。實驗結果表明, 優化的MCS/IS光催化劑在可見光下表現出卓越的光催化活性, 對 TCH的降解率顯著提升, 并展現出優異的抗無機陰離子干擾能力。此外, 基于MCS/IS膜的連續流廢水處理系統在長期運行中表現出出色的穩定性, 為實際廢水處理提供了可行的技術方案。通過響應面方法和Fukui函數分析, 系統研究了反應條件 (如催化劑用量、水體類型和污染物種類等)對光催化降解速率的影響, 并揭示了TCH降解的主要路徑及關鍵中間產物。毒性評估結果表明, 經過MCS/IS光催化處理的出水對環境安全無顯著危害。進一步的機理研究表明, MCS/IS光催化劑中的S 型異質結結構有效促進了光生電子-空穴對的分離, 同時保留了強氧化性空穴和高還原性電子, 從而顯著提升了光催化性能。綜上, 本研究不僅為高效光催化劑的設計與合成提供了新思路, 還通過系統的降解路徑解析、毒性評估及機理研究, 為光催化技術在環境治理中的應用奠定了科學基礎。