化工學院陶旭梅教授團隊在廢塑料資源化用于光芬頓領(lǐng)域取得新進展，相關(guān)成果以“Construction of g-C₃N₄/Fe-MOFs Type-II heterojunction promotes photo-Fenton degradation of doxycycline”為題發(fā)表在國際知名期刊《Separation and Purification Technology》（影響因子8.6，中科院1區(qū)），共同第一作者為2020級碩士王成龍和2021級碩士孔曉文，通訊作者為陶旭梅與黃亮老師。青島科技大學為第一作者及唯一通訊作者單位。論文DOI鏈接為https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.124790。

鹽酸多西環(huán)素（DOX）作為一種抗生素廣泛用于人類和動物的細菌感染。由于抗生素具有優(yōu)異的抗菌性能和穩(wěn)定的化學結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的處理方法無法有效地將其從水中去除。Fe-MOFs暴露了豐富的配體-不飽和Fe位點，可以與H₂O₂強烈相互作用，且具有廣泛的可見光響應(yīng)和高的化學穩(wěn)定性，使其成為合適的芬頓催化劑。g-C₃N₄與MOFs之間形成的復(fù)合界面可以增加表面靜電相互作用，獲得獨特的孔隙率和形態(tài)，抑制光激發(fā)下電子-空穴對的快速成鍵。結(jié)合Fe-MOFs和構(gòu)建異質(zhì)結(jié)的優(yōu)點，可以開發(fā)Fe-MOFs/g-C₃N₄異質(zhì)結(jié)催化劑來提高光芬頓降解性能。

本研究以廢PET為原料，通過介質(zhì)阻擋放電（DBD）等離子體合成了II型異質(zhì)結(jié)光芬頓催化劑g-C₃N₄/Fe-MOFs。Fe-MOFs的耦合增強了g-C₃N₄的可見光吸收區(qū)，并誘導(dǎo)II型異質(zhì)結(jié)的形成，從而抑制了光生電子和空穴的復(fù)合。g-C₃N₄/Fe-MOFs表現(xiàn)出更高的光Fenton催化性能，分別是g-C₃N₄的4.42和3.30倍。增強的光Fenton催化性能可歸因于g-C₃N₄和Fe-MOFs之間的協(xié)同電子轉(zhuǎn)移界面，從而抑制光生電子和空穴的復(fù)合。基于自由基捕獲實驗以及EPR和Mott-Schottky表征，提出了g-C₃N₄/Fe-MOFs光芬頓降解DOX的可能機制。該研究可為廢PET資源化利用提供高效、綠色的方法，為光芬頓處理抗生素廢水提供了理論基礎(chǔ)。