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    昆明理工大學(xué)研究團隊利用光催化高級氧化技術(shù)，助力新型水處理技術(shù)的發(fā)展在高原區域水污染防治和水污染治理安全取得關(guān)鍵進(jìn)展。

    4月26日，從昆明理工大學(xué)獲悉，該校建筑工程學(xué)院污染過(guò)程控制與模擬團隊，近期利用光催化高級氧化技術(shù)，助力新型水處理技術(shù)的發(fā)展在高原區域水污染防治和水污染治理安全取得關(guān)鍵進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表在國際期刊《能源與環(huán)境材料》上。

    在綠色水處理技術(shù)中，太陽(yáng)能驅動(dòng)的半導體光催化技術(shù)因無(wú)須添加化學(xué)氧化劑而備受關(guān)注。然而，受傳統光催化劑自身的限制，導致具有強氧化能力的空穴難以有效積累，尤其在無(wú)氧條件下無(wú)法充分發(fā)揮其直接氧化污染物的優(yōu)勢。而且，現有研究對空穴定向富集機制的系統性調控仍是空白。

    針對這一難題，昆明理工大學(xué)副教授周華晶、教授何亮等人攜手，創(chuàng )新地將多尺度結構工程與異質(zhì)界面工程相結合，提出“結構－電場(chǎng)”協(xié)同調控策略，成功制備出具有“蛋黃－雙殼”構型的銅基復合微球。該材料通過(guò)構建多級電子傳輸通道與梯度電場(chǎng)，促使光電子向內核定向遷移，同時(shí)將氧化性空穴錨定在表面活性位點(diǎn)。結合銅納米顆粒的等離子體共振增強效應，實(shí)現了光能吸收與電荷分離效率的同步提升。實(shí)驗顯示，該材料對四環(huán)素類(lèi)抗生素的太陽(yáng)能驅動(dòng)降解效率達到傳統材料的數十倍，處理后的水體滿(mǎn)足生態(tài)安全要求。

    研究中，團隊詳細探究了材料的合成策略、微觀(guān)結構、物理化學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性能、能帶結構、載流子分離原理等。通過(guò)多種表征手段，證實(shí)了材料的成功制備及優(yōu)異性能。以四環(huán)素為模型的污染物實(shí)驗表明，優(yōu)化后的降解效率高達100%，且具有良好的循環(huán)穩定性和pH適用性，在多種水體基質(zhì)中均表現出高效的降解能力。

    據悉，昆明理工大學(xué)污染過(guò)程控制與模擬團隊長(cháng)期聚焦云南高原區域水污染及供水安全保障需求，開(kāi)展多項相關(guān)研究，并提供技術(shù)和咨詢(xún)服務(wù)。此次突破，為半導體光催化劑上長(cháng)壽命空穴的積累提供了全新設計策略，可推動(dòng)了新型水處理技術(shù)發(fā)展，在污水處理、水資源凈化等領(lǐng)域具有廣闊應用前景。