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科研人员研究了高特异性生物催化剂与高效光催化半导体的耦合 ， 该研究涉及使用硫化镉纳米粒子 ， 来使热乙酸穆尔氏菌自敏化 ， 从而在光合作用中利用二氧化碳来生产乙酸 。 从光催化剂转移到细菌的光电子会添加到二氧化碳中 ， 并在细菌内部经历多种反应途径以产生乙酸 。 研究人员提出了光降解与生物降解耦合的概念 。 这种光催化耦合微生物系统是一种以可持续方式处理难处理废水的新型修复方法 。 此外 ， 微生物辅助光催化制备涉及使用电化学活性生物膜来促进有效的电子转移并提高光催化性能 。 理想的光催化剂应具有高比表面积、适当的带隙、高孔隙率、量子限制、可靠性和长期稳定性 ， 纳米材料被认为是理想的光催化剂 ， 因为它们具有所需的特性 ， 即高表面积、高反应性、快速扩散、易分散性和可持续的环境修复方法 。
二氧化钛被认为是一种高效的光催化剂 ， 因为它具有潜在的催化活性、化学稳定性和无毒性 。 迄今为止 ， 已经发表了几篇关于二氧化钛的研究文章 ， 解释了它在光催化制氢、空气净化和水消毒方面的迷人特性 。 研究人员报道了二氧化钛悬浮液对四氢萘的光催化氧化 ， 这是一种有效的人体诱变剂和有毒化学物质 。 研究人员研究了Fe掺杂的二氧化钛对甲基橙的光降解作用 ， 发现在阳光照射3小时后降解95%的甲基橙 。 研究人员通过二氧化钛的多相催化对油泥中的有机物进行了高效降解和矿化 ， 表明了二氧化钛的催化行为 。 通过锐钛矿型二氧化钛的光催化行为实现了罗丹明B染料的完全降解 。
【利用纳米光催化技术，可以改善环境问题】
研究人员报道了固定化二氧化钛纳米颗粒在分解农业污染物如重氮宁、丁草胺、吡虫啉作为N-杂环芳烃时的有效催化行为 。 对于二氧化钛 ， 研究了几种金属纳米材料的潜在光催化应用 ， 如氧化锌、硫化锌、二氧化锆、二硫化钼三氧化钨硫化镉、氧化铁氧化亚铜硝酸钠 。 氧化锌价格低廉且无毒 ， 与二氧化钛具有相同的光降解机制 ， 被认为是潜在的环境修复光催化剂 。 氧化锌是一种具有优异电子特性的n型半导体 ， 与二氧化钛相比具有更好的吸收效率 。 研究人员进行了亚甲基橙的光降解两种光催化剂 ， 二氧化钛和氧化锌 ， 据报道氧化锌的降解能力是氧化钛的4倍 。
然而 ， 由于其较大的带隙能量 ， 氧化锌的光催化活性在某种程度上受到了影响 。 因此 ， 已经采取了一些努力来减轻限制并提高氧化锌的吸收效率 ， 即掺杂剂的掺入、复合材料的形成、染料敏化和活性材料的表面装饰 。 研究表明 ， 掺杂剂如银、铝、锡、钴、还原氧化石墨烯、石墨等 ， 可以通过可测量的因素提高氧化锌的光催化活性 ， 并可以改善其在多个领域的实际应用 ， 此外 ， 碳源与过渡金属的复合材料在有机污染物矿化方面表现出良好的性能 。 还原的氧化石墨烯具有降低带隙和防止纳米粒子团聚的能力 ， 因为它具有优异的电子转移性能 ， 从而提高了光催化活性 。 研究人员设计了氧化锌、纳米棒、氧化石墨烯、铜铟硫 ， 二量子点的四元复合材料 ， 在可见光照射下表现出增强的光催化活性 。 科研人员合成了二氧化钛、氧化锌、氧化石墨烯、银 ， 四元纳米复合材料 ， 该复合材料可以在可见光下光降解几乎99%的有机污染物 ， 具有优异的可回收性 。
据报道 ， 氧化锌、氧化石墨烯对孔雀石绿的降解表现出高光催化效率和连续操作的高效光催化性能 ， 显示出其作为高效去除海水中孔雀石绿的稳定且有前景的催化剂的巨大潜力 。 对各种其他纳米材料的合成路线和潜在应用的研究进行了综述 ， 各种光催化剂的适用性受到其宽带隙和光生电子-空穴对的快速复合的限制 。 为了克服这一困难 ， 人们采用了各种方法来调整光催化剂的带隙 ， 例如掺杂、染料敏化、异质结的形成和封端等 。 据报道 ， 用合适的掺杂剂掺杂光催化剂可以抑制电子空穴对的复合 ， 从而导致分离光生物质 ， 从而提高光催化活性 。
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