CdSe量子点/SrBi4Ti4O15 Z型异质结的构建及其在四环素高效光催化降解中的应用

本文推荐一种基于层状钙钛矿SrBi4Ti4O15（SBTO）与CdSe量子点（QDs）构建的Z型异质结光催化剂（CS/SBTO），通过拓宽可见光吸收范围（650 nm）和促进光生载流子分离，使四环素降解效率提升6.5倍。该研究为水环境中抗生素污染治理提供了新型高效解决方案。

　　

Highlight

本研究通过水热-超声机械法成功构建了CdSe量子点/SrBi₄Ti₄O₁₅（CS/SBTO）Z型异质结光催化剂。该复合材料通过量子点表面效应（量子限域、隧穿效应）和SBTO的层状结构协同作用，显著提升四环素降解效率，为环境污染物治理提供新思路。

Results and discussion

电镜分析显示，CdSe量子点（0D）均匀负载于SBTO纳米片（2D）表面，形成0D/2D异质结构（图1）。X射线衍射（XRD）证实复合材料保留SBTO的层状钙钛矿特征峰，且CdSe的量子尺寸效应使其光吸收边红移至650 nm。自由基捕获实验表明，空穴（h⁺）、羟基自由基（·OH）和超氧自由基（·O₂^-）共同参与降解过程。

Conclusions

最优配比CS/SBTO-6在可见光下90分钟内实现90%四环素降解率，其Z型电子转移路径有效抑制了载流子复合。高效稳定性（循环5次活性保持95%）和HPLC-MS解析的降解路径，为设计高效光催化水净化技术奠定基础。