新型混合纳米材料可清除废水中的顽固抗生素

该团队将氧化石墨烯、生物炭与二氧化钛(TiO₂)结合,制成一种多孔高比表面积材料,该材料能吸附抗生素并在紫外线照射下将其分解。成像与光谱分析证实了该结构的稳定性和功能性,性能测试更展现出惊人效果:该复合材料可去除水中95%以上的抗生素,且经多次使用后仍保持近90%的效率。

研究人员研制出一种纳米复合材料,能去除水中95%的抗生素,为应对药物污染和抗微生物药物耐药性提供了可持续解决方案。

(Nanowerk News) 畜牧业使用的抗生素正渗入河流湖泊,危及水生生物并助长耐药菌滋生。磺胺甲噁唑、氧四环素和恩诺沙星等药物常能逃过污水处理,因传统方法要么效力不足,要么成本过高难以大规模应用。

台湾大学研究团队设计的新型材料有望改变这一现状。其发表于《化学工程期刊》的混合纳米复合材料(论文题为《Facile synthesis of 2D “GO”-TiO₂ @biochar hybrid nanocomposites for synergistic adsorption and photocatalytic elimination of veterinary antibiotics from livestock effluents》)将吸附与光催化两种净化策略融合于单一系统。

该团队将氧化石墨烯、生物炭与二氧化钛(TiO₂)结合,制成一种多孔高比表面积材料,该材料能吸附抗生素并在紫外线照射下将其分解。成像与光谱分析证实了该结构的稳定性和功能性,性能测试更展现出惊人效果:该复合材料可去除水中95%以上的抗生素,且经多次使用后仍保持近90%的效率。

The graphene oxide biochar TiO2 nanocomposite introduces a novel multifunctional design, integrating adsorption and photocatalysis for efficient and reusable wastewater treatment

氧化石墨烯生物炭二氧化钛纳米复合材料采用创新的多功能设计,整合吸附与光催化功能,实现高效可循环的废水处理。(图片来源:国立台湾大学)

该过程分为两步:首先,抗生素聚集在生物炭-氧化石墨烯表面;随后,经光激活的二氧化钛纳米粒子将其降解为无害副产物。这种协同效应使复合材料在光吸收、电子转移和催化活性方面均优于传统单功能材料。

研究人员指出,该设计为保护水体免受药品废物污染提供了可扩展、持久且可持续的解决方案。通讯作者罗尚廉教授表示:“这项研究开创了保护水资源免受药品污染的新途径。”

文献链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.166205

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