近日，诸侯快讯ok1122登录入口化工学院徐东彦教授在自然指数源刊、环境领域顶级期刊Water Research上发表了题为“Construction of a novel dual S-schemeCdS@Si-α-Fe2O3/ZnO heterojunction for visible-light-driven photo-Fenton degradation of ciprofloxacin”的研究论文。倪晓玺（2021级硕士研究生，北京化工大学2024级博士生）和夏龙飞（2023级硕士研究生）为论文共同第一作者，诸侯快讯ok1122登录入口为唯一通讯单位。
环丙沙星（CIP）作为第三代氟喹诺酮类抗生素被广泛使用，在水环境中持续累积已严重威胁生态安全和人体健康。本研究成功构筑了一种新型双S型CdS@Si-α-Fe2O3/ZnO三元异质结光催化剂，实现可见光驱动的“光-芬顿”高效降解CIP。
飞秒瞬态吸收光谱（fs-TAS）证实三元异质结的载流子生成量多、光吸收范围宽；动学拟合结果表明，电子在界面的转移效率提高，无效复合减少。从动态层面印证了双S型机制的高效性。
原位开尔文探针力显微镜(KPFM)分析显示，光照后材料表面电位差显著增大，证明可见光有效促进光生电荷分离，表面电荷迁移效率提升。EPR谱表明三元异质结能生成更多·OH、·O2⁻、1O2和h+；结合淬灭实验结果，进一步明确·O2⁻与1O2是降解CIP的主要活性物种，为降解路径解析提供核心依据。
因费米能级差异，电子自发转移形成内建电场；可见光激发后，内建电场与能带弯曲驱动无效电子-空穴对复合，同时保留了CdS导带中具有强还原能力的电子与Si-α-Fe2O3/ZnO价带中具有强氧化能力的空穴。得益于双S型电荷传输路径，该催化剂显著加速了Fe3+/Fe2+循环，光生载流子分离效率大幅提升。本工作不仅为抗生素废水高级氧化处理提供了高效、绿色的新策略，也为设计双S型异质结开辟了新路径。
以上研究得到了山东省重点研发计划项目及国家重点实验室开放课题资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.125005
