四环素对水生环境和人类健康构成重大威胁，迫切需要一种绿色、高效和可回收的技术手段来消除其负面影响。
为了满足这一需求， 通过热解制备了三种不同 Fe/Sn 含量比的 Fe 3 O 4 @SnO 2 改性小麦秸秆生物炭纳米复合材料。通过吸附、降解和自由基淬灭实验以及 EPR 分析，研究了 Fe 3 O 4 @SnO 2 改性小麦秸秆生物炭纳米复合材料的吸附降解性能及相关机理。
在 pH 7.0 的 3 h 内，Fe 3 O 4 @SnO 2 改性小麦秸秆生物炭纳米复合材料 （Fe/Sn = 0.5） 对四环素的去除率高达 91.80%，符合准初级动力学模型。在无机阴离子和阳离子的干扰下，除 Ca 2+ 、Mg 2+ 、HCO 3 ? 和 CO 3 2? 外，复合材料对四环素的去除不受共存离子的影响。复合材料能够高效去除制药废水中的四环素，去除率为 82.33%。
结果发现，复合材料至少可以重复使用五次。 FTIR、XPS 结合 DFT 计算阐明了复合材料去除四环素的机制，其中 ?OH 和 ?O 2 ? 是参与四环素光降解的主要物质，二氧化锰量子点的掺入增强了对可见光的响应，磁性纳米颗粒的掺入导致快速电荷转移和改善光生载流子的空间分离。
改性措施显著提高了生物炭的比表面积，增强了吸附和光催化性能。基于这些研究，开发的纳米复合材料为从制药废水中去除抗生素提供了新思路。
首先通过SnCl 2 ·2H 2 O与硫脲在25℃水溶液中24小时自组装反应，一步法制备0.2M SnO 2 量子点溶液；随后将小麦秸秆经清洗、80℃干燥、120目筛分后，与FeCl 3 ·6H 2 O及不同配比SnO 2 量子点溶液（BC:Fe 3 O 4 :SnO 2 原子比分别为1:1:1、1:2:1和1:1:2）混合磁力搅拌120分钟，经70℃烘干后在氮气保护下以10℃/min程序升温至700℃热解2小时，最终制得系列BC@Fe 3 O 4 @SnO 2 -x:y:z纳米复合材料。
图1.(a) 生物炭（BC）、BC@Fe 3 O 4 @SnO 2 -1:1:1、BC@Fe 3 O 4 @SnO 2 -1:1:2 和 BC@Fe 3 O 4 @SnO 2 -1:2:1 的傅立叶变换红外光谱和 (b) X 射线衍射图样
图 2.BC@Fe 3 O 4 @SnO 2 的 (a) C 1s、(b) O 1s、(c) Fe 2p 和 (d) Sn 3d 光谱
图3.(a)BC@Fe 3 O 4 @SnO 2 -1:1:1，(b)BC@Fe 3 O 4 @SnO 2 -1:1:2，(c) BC@Fe 3 O 4 @SnO 2 -1:2:1 的扫描电子显微镜图像，EDS的(d)BC和(e) BC@Fe 3 O 4 @SnO 2 -1:1:2
图 4.(a) ln (C0/Ct )-t 图，(b) 瞬态光电流响应，(c) 在 200 瓦氙灯照射下或黑暗中获得的 Ct -t 图，以及 (d) 不同纳米复合材料的可回收性评估结果
图5.四环素的降解途径
本研究成功开发出具有高效光催化性能的BC@Fe 3 O 4 @SnO 2 三元复合材料，在光照条件下可快速降解高浓度四环素。
实验表明：该材料在3小时内对四环素的去除率高达91%，符合准一级动力学模型；自由基捕获实验证实?OH和?O 2 ? 是主要活性物种，其中?O 2 ? 起关键作用，空穴则驱动光催化反应。
即使在含干扰离子的制药废水中仍保持82.33%的降解率，这归因于SnO 2 的优异带隙结构、Fe 3 O 4 赋予的磁分离特性与生物炭高比表面积的协同效应——三者耦合有效促进了电荷转移、抑制电子-空穴复合。
DFT计算验证了该机制，且材料可循环使用5次以上。该研究为开发低成本、环境友好的纳米复合光催化剂提供了新思路，并深入阐释了其作用机理。
（来源：生物质炭材料）
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只看楼主 我来说两句 抢板凳资料不错，学习了，谢谢楼主分享
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