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氟喹诺酮类抗生素作为一类应用广泛的抗生素在全世界范围内受到了人们越来越多的关注,诺氟沙星抗生素作为其中的最具有代表性的抗生素,因其药效好、见效快和副作用小等优点更是受到广泛应用,但大量的使用造成诺氟沙星污染问题日渐严重。截止到目前为止,被应用于高效降解水环境污染中诺氟沙星抗生素残留和积累的各种方法已经被广泛深入研究。在这些技术当中,高级氧化技术(AOPs)凭借其处理技术简单、降解效果优异、可重复批量性和无选择性氧化等优势而在环境污染治理领域被大量研究和应用。具有和石墨烯相似的层状二维结构的黑磷(black phosphorus,BP)自2014年以来被首次人工剥离成功到现在,引发了全世界对其的爆炸性关注和研究。作为红磷和白磷之外的磷单质元素的另外一种同素异构体,BP同时也是三者之中最稳定的一种异构体形态。BP之所以能够引起如此大的关注是因为其具有很高的载流体电子迁移率,最高可达104cm2/(V s)。同时另一个重要的原因是其具有石墨烯等所不具有的可调带隙结构使其在光催化材料领域拥有着无比巨大的潜力。BP虽然具有发展成为最有前景的光催化材料的潜力,但是BP也存在一些明显的缺陷,例如稳定性能一般、易氧化、和技术发展不成熟等缺点。而纳米银(Ag NPs)和聚乙二醇(PEG)作为金属离子沉积和表面修饰剂中应用比较成熟的代表能够很好地对BP的不足进行弥补。因此,通过分别将Ag NPs和PEG作为复合材料负载到BP表面,可以有效提高BP的稳定性,使其不被轻易氧化,同时能够促进BP表面发生光生载流子分离,从而可以提高其光活性。本研究研发设计两种复合光催化材料,以提升BP的稳定性和催化性能,用于对废水中诺氟沙星抗生素的降解去除。本文首先成功合成了两种新型的纳米复合材料,分别为Ag NPs@BP和PEG@BP。通过原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对两种复合材料的结构特征、微观组成和表面形态进行了广泛的研究。研究了影响诺氟沙星降解效率的关键因素,包括光照条件、p H值、催化剂类型、反应温度、催化剂用量和诺氟沙星初始浓度。基于诺氟沙星抗生素在近红外光下的光诱导降解,研究了两种复合材料的光催化降解的能力和影响因素分析。实验结果,在最佳条件下,约85.0%的诺氟沙星可被Ag NPs@BP在90 min内迅速降解,可以轻松重复使用5个循环,而不会显著降低催化活性;约64.2%的诺氟沙星可被PEG@BP在90 min内迅速降解,但其可重复性能要明显低于Ag NPs@BP。在此情况下,我们选择效果更加明显的Ag NPs@BP进行了更深入的机理探究。通过自由基淬灭实验,监测反应中产生的·O2-提出了光催化机理。Ag NPs@BP纳米复合材料增强的光催化活性归因于通过充分收集近红外光和高电子-空穴分离效率使BP纳米片敏化产生·O2-自由基降解诺氟沙星污染物。这项研究拓宽了BP的应用范围,并突出了其在处理环境污染方面的前景。