近日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)水利土木工程學(xué)院李曉晨教授團隊在Chemical Engineering Journal發(fā)表題為“Photo-electric synergistic degradation of levofloxacin using Ce-ZnO/MoS2 activated carbon fiber: Performance, pathways, mechanisms, and toxicity evaluation”的研究論文。2023級在讀碩士研究生王紫寧與水利土木工程學(xué)院徐麗梅老師為本文共同第一作者，李曉晨教授為本文通訊作者。

光催化技術(shù)（PC）作為一種環(huán)境友好的綠色技術(shù)，已廣泛用于難降解有機物的去除。其是利用半導(dǎo)體在光照下會產(chǎn)生光生電子-空穴，從而生成各種活性自由基來去除污染物，然而傳統(tǒng)的PC存在光能轉(zhuǎn)化率低、反應(yīng)速率慢等特點。該研究成功合成了Ce-ZnO/MoS2異質(zhì)結(jié)并負(fù)載于活性炭纖維（ACF）上，并構(gòu)建了光電協(xié)同（PES）體系。ZnO與Ce和MoS2的相互作用通過產(chǎn)生缺陷、優(yōu)化能帶結(jié)構(gòu)以及增加活性位點顯著增強了催化效果，促進了界面電荷轉(zhuǎn)移以及電子和空穴對的分離。作為導(dǎo)電基底的ACF促進了電子遷移，同時解決了粉末狀Ce-ZnO/MoS2回收困難的問題。PES系統(tǒng)實現(xiàn)了PC和電化學(xué)氧化的協(xié)同效應(yīng)，以及左氧氟沙星（LEV）的高效降解（99.58%），主要活性物種為超氧自由基，對LEV的降解途徑涉及哌嗪和羧基的損失、喹諾酮的破壞、脫氮和脫氟作用，該系統(tǒng)重復(fù)利用性高、成本低、可降低污染物生態(tài)毒性風(fēng)險。該技術(shù)為有效去除難降解有機污染物提供了重要的理論和技術(shù)支持。

圖1. Ce-ZnO/MoS2/ACF光電協(xié)同降解左氧氟沙星的機制

該研究得到了國家自然科學(xué)青年基金、山東省重點研發(fā)、山東省自然科學(xué)基金項目的資助。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.167430