空心二氧化硅-二氧化钛耦合CdS异质结高效光催化提取海水铀(U(VI))

本文创新性地构建了空心结构二氧化硅-二氧化钛耦合CdS光催化剂（2-DT-C），通过引入树枝状纤维纳米二氧化硅（DFNS）提升比表面积，并利用Z型异质结（Z-scheme）将光吸收边扩展至600 nm，同步优化能带排列促进电荷分离。该材料在无牺牲剂条件下实现30分钟内98.3%的U(VI)去除率（容量达830 mg g?1），速率常数（0.1930 min?1）较纯TiO2提升128.7倍，兼具优异循环性和抗干扰能力，为多孔TiO2基光催化剂设计提供新策略。

　　

Highlight

本研究成功制备了空心二氧化硅-二氧化钛耦合CdS光催化剂（2-DT-C），在常温无牺牲剂条件下实现高效U(VI)光催化提取。DFNS的引入显著提升比表面积，而CdS耦合将TiO₂的光响应范围拓展至可见光区（600 nm）。Z型异质结通过优化能带排列促进电荷分离，使材料在30分钟内实现98.3%的U(VI)去除率，提取容量高达830 mg g^?1，速率常数（0.1930 min^?1）较纯TiO₂提升128.7倍。

Characterization

SEM和TEM分析显示（图2），DFNS呈现球形结构伴有多级孔隙，2-DT-C表面密集分布纳米晶体，证实TiO₂和CdS成功锚定。

Conclusions

空心结构二氧化硅-二氧化钛耦合CdS光催化剂通过DFNS增强比表面积，CdS拓展可见光吸收，Z型异质结优化电荷分离，实现了无牺牲剂条件下的高效U(VI)提取，为多孔TiO₂基材料设计开辟新途径。

（注：翻译部分严格遵循专业术语标注、上下标规范，并采用生动表述如"锚定""开辟新途径"等增强可读性。）