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EMCON高被引论文 | 利用环保型铁酸锌纳米粒子去除新兴污染物:阳光驱动的四环素降解 精选

已有 626 次阅读 2026-1-26 20:06 |系统分类:科研笔记

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四环素(TC)作为常用抗生素,其残留广泛存在于水体中,导致耐药菌增多、破坏水生环境,且因化学稳定性高难以自然降解,亟需高效去除方法。传统处理手段如吸附、膜分离等存在二次污染、成本高或效率低等局限。光催化技术通过产生活性氧氧化污染物,无有害副产物,尤其阳光驱动的光催化更具可持续性。铁酸锌(ZnFe₂O₄)纳米颗粒(ZFNPs)因窄带隙、强磁性和高稳定性,是理想光催化材料。绿色合成法采用植物提取物,环保且提升生物相容性。甜樱桃叶富含黄酮等生物活性物质,可作为还原剂和稳定剂。本研究首次利用甜樱桃叶提取物绿色合成ZFNPs,旨在评估其在阳光下降解TC的光催化效率,填补相关研究空白,为环境修复提供高效可持续的解决方案。

本研究采用绿色水热法,以甜樱桃叶提取物合成介孔铁酸锌纳米颗粒(ZnFe₂O₄),用于自然阳光下四环素(TC)的光催化降解。通过先进技术对该纳米颗粒进行了全面表征:场发射扫描电镜(FE-SEM)分析确认其呈球形形貌且团聚程度低。X射线衍射(XRD)分析证实其为尖晶石立方结构,平均晶粒尺寸为8.02 nm;X射线光电子能谱(XPS)揭示其元素组成,包括锌(8.92%)、铁(17.6%)、碳(27.88%)和氧(45.6%)。该纳米颗粒的带隙宽度为4.87 eV,具有较宽的紫外-可见吸收范围,比表面积达77.99 m²/g,平均孔径为10.79 nm,这些特性共同促进了光催化活性的提升。振动样品磁强计(VSM)分析显示其具有超顺磁性,饱和磁化强度为10.91 emu/g,且光催化反应后仍保持稳定(10.81 emu/g),表明其具备优异的结构稳定性和可重复使用性。四环素的降解遵循一级动力学模型,首轮循环降解效率达94%,速率常数随浓度从10 mg/L时的0.0172 min⁻¹降至50 mg/L时的0.0043 min⁻¹。即使经过五次循环,该材料仍保持73%以上的降解效率,表明其具有稳定性和可重复使用性。本研究表明环保型铁酸锌纳米颗粒作为可持续高效解决方案在缓解废水中新兴污染物方面的潜力,为环境修复工作提供了实用方案。

该研究结果发表在期刊Emerging Contaminants上。

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文章信息  Environmental Surfaces and Interfaces

Emerging contaminant removal using eco-friendly zinc ferrite nanoparticles: Sunlight-driven degradation of tetracycline

Ramesh Vinayagam, Syonaa Batra, Gokulakrishnan Murugesan et al.

https://doi.org/10.1016/j.emcon.2025.100469

期刊简介  Emerging Contaminants

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Emerging Contaminants是世界领先的研究解决由新污染物引起的环境污染问题及其解决方案的期刊,该刊入选2020年中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊项目。

Emerging Contaminants所有文章将经过严格的同行评审,一经收录将发表在月活用户超过1700万的ScienceDirect平台,供领域内的学者、及全球读者免费阅读、下载及引用。

目前,期刊已被ESCI、Scopus、DOAJ等数据库收录。

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