近年来，环境污染严重，已威胁到人类健康、生态平衡和社会经济的可持续发展，环境净化已经成为全球热点问题。传统废水的治理手段仍存在成本高且易于产生二次污染等问题。光催化降解有机污染物在污染水治理中具有广阔的应用前景，其优点是反应条件温和、易操作，能直接利用太阳光，可节约能源和降低成本。但是常用的纳米TiO2光催化剂仍存在是对太阳能的利用率不高，光催化效率低等的问题。因此有必要进行可见光催化剂及其反应器的设计，提高对太阳光的利用率，同时抑制光生电子和空穴复合，提高光催化量子效率。 本实验室李和兴教授和霍宇凝副教授带领的研究小组，利用超临界流体溶剂热技术，在无表面活性剂情况下合成了组份可调，尺寸可控的介孔型ZnxCd1-xS纳米球光催化剂，并实现了ZnxCd1-xS吸收光谱带边连续可调，并有效抑制ZnxCd1-xS光腐蚀，实现了可见光下对罗丹明B及对氯苯酚的有效降解并提高了化学稳定性。同时将三维有序大孔Bi2O3/TiO2薄膜应用于转盘光催化反应器中，可见光下对于染料分子具有良好降解能力。主要归因于Bi2O3的敏化作用以及Bi2O3-TiO2异质结的形成使得载流子复合几率降低。同时大孔结构有利于吸附MB分子并增强光吸收。转盘旋转可避免有色染料对光的屏蔽，为处理有色废水提供了有效途径。相关结果分别发表在J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 19641 (Back cover)及Appl. Catal. B, 2014, 148-149, 550。研究工作发表后，上海交通大学贾金平教授及韩国Yeungnam大学Misook Kang教授分别在在Appl. Catal. B (2015, 164, 82)和Applied Surface Science (in press)上点评。
该工作得到了国家自然科学基金和上海市科委的资助。(供稿人：霍宇凝)