北京师范大学--三维石墨烯光电阳极负载的C3N4-MoS2增强电子和质量流通池用于去除氨苄西林废水中的抗生素和抗菌性能

以三维（3D）光电极为光阳极，以Pt/C空气呼吸电极为阴极，开发了增强的电子和质量光催化流通系统。比较了3D石墨烯光电极上负载C₃N₄-MoS₂（C₃N₄-MoS₂/3DG）的氨苄西林去除活性和特性。反应2h后，用光阳极去除氨苄西林的效率达到74.6％。急性抗菌能力评估和ECOSAR模型表明，氨苄青霉素的毒性在光催化反应过程中降低，这可能归因于酰胺键和肽键等官能团的裂解。流通型光催化性能之所以优异，是因为其具有出色的C₃N₄-MoS₂/3DG的吸附能力和异质结机理，流通型系统具有更好的质量和电子传递能力，以及光阳极和阴极的协同机理。光电阳极流通池系统是在废水处理中有效去除有机污染物的一种有吸引力的方法。

Scheme 1. C₃N₄-MoS₂/3DG流动系统结合微量H₂O₂和空气阴极产电的AMP废水处理示意图

Figure 1. (a) C₃N₄-MoS₂/3DG的SEM图；(b) C₃N₄-MoS₂/3DG的STEM图；(c) C₃N₄-MoS₂/3DG的TEM图；(d) C₃N₄-MoS₂/3DG的HRTEM图；(e) C₃N₄-MoS₂/3DG样品的EDX能谱图。

Figure 2. 3DG、C₃N₄/3DG、MoS₂/3DG和C₃N₄-MoS₂/3DG的XRD（a）和FTIR图（b）

Figure 3. C₃N₄-MoS₂/3DG的XPS 图谱: (a) C 1s, (b) N 1s, (c) Mo 3d, (d) S 2p

Figure 4. 含和不含3DG、C₃N₄/3DG、MoS₂/3DG和C₃N₄-MoS₂/3DG的氨苄西林溶液的（a）浓度衰减曲线和（b）总有机碳衰减曲线；氨苄青霉素溶液在不同性能模式下的（c）浓度衰减曲线和（d）总有机碳衰减曲线。

相关研究成果于2021年由北京师范大学Wang Ying课题组，发表在Applied Catalysis B: Environmental（doi：10.1016/j.apcatb.2020.119574）上，原文：Enhanced electron and mass transfer flow-through cell with C₃N₄-MoS₂ supported on three-dimensional graphene photoanode for the removal of antibiotic and antibacterial potencies in ampicillin wastewater。