定制Ag-Co共掺杂的BaTiO3/氧化石墨烯纳米复合材料，作为太阳能驱动的多功能光催化剂，用于废水处理和抗菌应用

《Results in Engineering》：Tailoring Ag-Co co-doped BaTiO3/graphene oxide nanocomposite as a solar-light-driven multifunctional photocatalyst for wastewater remediation and antibacterial applications

　　

Samin Nouri Fesharaki|Mahya Fereydouni|Saeed Sheibani

伊朗德黑兰大学工程学院冶金与材料工程系。

摘要

为应对日益迫切的综合性废水处理需求，能够同时去除有机污染物并灭活病原微生物的光催化剂已成为研究重点。本研究通过简便的共沉淀和煅烧工艺制备了一种多功能Ag-Co掺杂的BaTiO₃/GO纳米复合材料。Ag和Co在BaTiO₃钙钛矿晶格中的双位点掺杂，结合氧化石墨烯（GO）的引入，实现了电子结构的协同调控和界面电荷转移效率的提升。这种工程化结构使得带隙变窄，引入了带内态，改善了电子-空穴分离效果，并降低了电荷转移阻力；同时，GO还发挥了光敏剂和电子储存库的作用，这些效果通过结构分析、光学测试和电化学实验得到了验证。在模拟太阳光条件下进行的光催化实验表明，该材料可在180分钟内完全降解亚甲蓝（MB），其伪一级反应速率为0.0299 min^-1。自由基清除实验表明，羟基自由基和超氧阴离子是主要的氧化剂。此外，该纳米复合材料在连续四个循环使用过程中仍保持较高的结构稳定性和光催化活性。抗菌实验显示其具有出色的杀菌性能：6小时内可灭活99%以上的金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus），3小时内可消除99.9%以上的大肠杆菌（E. coli）。这些结果表明，Ag-Co掺杂的BaTiO₃/GO纳米复合材料是一种性能优异、可回收且高效的多功能光催化剂，适用于太阳能驱动的可持续废水处理和微生物消毒，具有广泛的应用前景。