A3：科技智慧
近日，从昆明理工大学获悉，该校建筑工程学院污染过程控制与模拟团队，利用光催化高级氧化技术，助力新型水处理技术的发展在高原区域水污染防治和水污染治理安全取得关键进展。相关成果发表在国际期刊《能源与环境材料》上。
在绿色水处理技术中，太阳能驱动的半导体光催化技术因无须添加化学氧化剂而备受关注。
然而，受传统光催化剂自身的限制，导致具有强氧化能力的空穴难以有效积累，尤其在无氧条件下无法充分发挥其直接氧化污染物的优势。
而且，现有研究对空穴定向富集机制的系统性调控仍是空白。
研究示意图。昆明理工大学供图
针对这一难题，昆明理工大学副教授周华晶、教授何亮等人携手，创新地将多尺度结构工程与异质界面工程相结合，提出“结构－电场”协同调控策略，成功制备出具有“蛋黄－双壳”构型的铜基复合微球。
该材料通过构建多级电子传输通道与梯度电场，促使光电子向内核定向迁移，同时将氧化性空穴锚定在表面活性位点。
结合铜纳米颗粒的等离子体共振增强效应，实现了光能吸收与电荷分离效率的同步提升。
实验显示，该材料对四环素类抗生素的太阳能驱动降解效率达到传统材料的数十倍，处理后的水体满足生态安全要求。
研究中，团队详细探究了材料的合成策略、微观结构、物理化学性质、光学性能、能带结构、载流子分离原理等。通过多种表征手段，证实了材料的成功制备及优异性能。
以四环素为模型的污染物实验表明，优化后的降解效率高达100%，且具有良好的循环稳定性和pH 适用性，在多种水体基质中均表现出高效的降解能力。
据悉，昆明理工大学污染过程控制与模拟团队长期聚焦云南高原区域水污染及供水安全保障需求，开展多项相关研究，并提供技术和咨询服务。
此次突破，为半导体光催化剂上长寿命空穴的积累提供了全新设计策略，可推动了新型水处理技术发展，在污水处理、水资源净化等领域具有广阔应用前景。
（来源：科技日报）
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光催化废水处理技术是一种利用光催化剂在光照条件下催化废水中有机物的氧化降解的先进处理技术。该技术不仅能高效去除废水中的有机物，还可以降解有毒物质和重金属离子等污染物，具有环保、高效、低成本的优势。下面将介绍光催化氧化处理废水的原理和应用。
光催化氧化的原理是利用光催化剂吸收光能，形成带有高度氧化能力的活性物种（如•OH自由基），并进一步与废水中的有机物发生氧化反应，将其降解为无害物质。其中最常用的光催化剂是二氧化钛（TiO2）和氧化锌（ZnO），它们在紫外光的照射下能够吸收光能，激发电子，形成活性物种。
光催化氧化技术的应用广泛，对于处理废水中的有机物和污染物具有良好的效果。
光催化氧化技术的优势包括：
高效性：光催化氧化技术能够实现高效降解废水中的有机物，使其达到环境排放标准。
环保性：该技术不需要添加额外的化学试剂，通过光能的利用进行废水处理，避免了二次污染。
节能性：光催化氧化技术利用自然光或低能量紫外光进行处理，相比传统处理技术更加节能。
可持续性：光催化剂一般是可再生的，能够循环利用，降低了运行成本和废物产生量。
然而，光催化氧化技术在实际应用中仍然面临一些挑战，如光催化剂稳定性、光吸收效率等方面的问题。因此，进一步的研究和开发仍然需要不断突破，以提高光催化氧化技术的效果和经济性。
光催化氧化技术是一种具有潜力的废水处理方法，通过利用光催化剂在光照条件下催化废水中的有机物的氧化降解，可以高效、环保地去除废水污染物。随着技术的不断进步和创新，相信光催化氧化技术将在废水处理领域发挥越来越重要的作用。