近日,江苏省农科院资环所在《Chemical Engineering Journal》期刊上发表题为“Counteracting the Trojan horse effect: Dual-light-driven biochar/LaFeO3/TiO2 for synchronous ARGs-inactivation and phosphorus-adsorption”的研究成果。助理研究员杨梖博士为论文的第一作者,薛利红研究员、冯彦房研究员为通讯作者。
面对养殖尾水排放引发的磷与抗生素抗性基因(ARGs)复合污染这一农业面源污染新问题,基于磷与ARGs的共性特征,研究团队提出了利用吸附-催化协同实现磷和ARGs去除的创新策略,并成功研制出一种新型双光驱动材料——Biochar/LaFeO₃/TiO₂(BLFT)。
BLFT复合材料集成了生物炭(Biochar)的卓越电子传递性能、铁酸镧(LaFeO₃)的快速磷吸附动力学以及二氧化钛(TiO₂)的高效光催化降解能力。其中,LaFeO₃能够通过Lewis酸碱相互作用迅速“锁定”水中的磷酸盐及ARGs的磷酸骨架,实现精准捕捉。在光照条件下,BLFT更能被激发出强氧化性的自由基(如•OH和•O₂⁻),破坏ARGs分子结构,实现ARGs的原位彻底降解。BLFT材料的独特之处其双光驱动特性,通过构建S型异质结,TiO₂与LaFeO₃之间形成了高效的电荷分离和转移通道,极大地促进了光生电子转移,从而显著提升了光催化效率。应用结果表明,BLFT同步去除性能稳定可靠,有效规避了传统磷吸附型纳米材料易加剧ARGs扩散的“特洛伊木马效应”。
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