【?环境修复中的纳米光催化，一种可持续的方法】
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环境中的持久性有机污染物不易降解 ， 因此会长期存在并最终进入食物链 ， 从而对人类造成严重的不利影响 。 由于常规治疗技术无法降解顽固性组织无机化合物完全 ， 环境中的污染物水平日益上升 。 与政府和非政府机构合作的研究人员一直致力于通过开发更智能和环保的技术来减轻日益增加的污染水平 。 光催化技术就是其中之一 ， 利用高反应性羟基和超氧自由基可以将有害物质转化为对环境无害的产品 。 光催化剂在充足的太阳辐射下加速化学反应 。 一般来说 ， 光催化是由吸收光子产生的价带和导带在光催化剂表面引起的氧化还原反应 。 在光催化剂的价带中产生空穴 ， 在导带中产生电子 ， 这种光生电子-空穴对诱导形成高能和活性物质 ， 如羟基和超氧自由基 。
活性物质足以氧化有机污染物 ， 分解NO2、CO和NH3等空气污染物 ， 降解废塑料并破坏所有水生微生物 。 光催化被认为是有害化学物质矿化、不安全无机材料和微生物消毒的生产过程 ， 因为它会产生作为强氧化剂的高能自由基 。 碳氢化合物、酚类、醛类、卤代化合物、表面活性剂、染料、药物、杀虫剂等的光催化氧化证明了维护环境健康的有效净化过程 。 从过去十年开始 ， 广泛的研究一直集中在用于环境清洁的纳米材料光催化上 。
已经开发出大量纳米形式的光催化剂 ， 如金属氧化物、金属硫化物、复合氧化物、碳纳米管、树枝状大分子、聚合物纳米复合材料等 ， 用于净化土壤、净化空气和去除废水 ， 光催化是一种基于辐照时电子/空穴对的氧化还原反应的光化学过程 。 光催化具有降解大量顽固污染物的潜力 ， 并且从环境的可持续性角度来看 ， 它被认为是一种有效的修复技术 。 该技术被认为是一种潜在的高级氧化技术 ， 可以解决空气污染、能量恢复和水消毒等苛刻问题 。 由于降解速度快、有机化合物完全转化为绿色产品以及同时处理多种污染物 ， 与传统处理方法相比 ， 光催化剂等高级氧化技术被证明是缓解环境问题的明智选择 ， 此外 ， 光催化水分解已被证明是更安全、更清洁和可持续的产生分子氢的方法 。
氢被认为是化石燃料消费的有前途和可持续的替代品 ， 因为它在燃烧过程中形成的唯一产物是水 。 通过光催化水分解形成分子氧或分子氢的研究处于缓解能源危机燃烧问题的前沿 。 已经研究了几种光催化剂用于分子制氢或析氧反应 ， 但大多数光催化剂存在效率低的严重缺点 。 金属氧化物、硫化物、氮化物、共轭有机聚合物、碳基光催化剂被视为水分解或制氢的有效光催化剂 。 然而 ， 由于电子-空穴复合和光腐蚀 ， 效率可能会有所降低 。 因此 ， 改性光催化剂 ， 如双金属纳米粒子、分级纳米结构、纳米复合材料、氧氮化物和功能化纳米粒子 ， 由于更好的电荷分离和光吸收协同作用 ， 可以证明是水分解反应的绝佳候选者 。
之前 ， 一个新的发现基于关于光催化剂与微生物相互作用的研究开辟了环境污染物可持续修复的一般途径 ， 并探索了光催化剂的可持续增长 。 基于广泛的文献 ， 光催化剂与微生物之间的相互作用分为以下三种类型：1）光催化对微生物的破坏 ， 包括对微生物的杀菌和对公共环境的消毒 。 2）光催化剂对微生物的协同作用 ， 包括以可持续方式降解污染物和产生能量的利他协作 。 3)借助微生物制备光催化剂是一种更环保、更可持续的方法 ， 光催化技术与生物电化学系统的耦合可以以可持续的方式降解有机污染物 ， 并增强氢气的产生和发电 。
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