研究背景   Environmental Surfaces and Interfaces

全球纺织业及工业活动中大量使用的有机染料具有毒性，难以被生物降解，对水体造成了严重污染，目前传统处理方法难以实现高效降解。近年来，纳米光催化材料因其在可见光驱动下降解污染物的潜力备受关注，BiFe₂O₄作为一种高效光催化剂，凭借其独特的电子结构和光催化活性，成为降解有机染料和重金属的理想候选材料。

研究方法  Environmental Surfaces and Interfaces

合成过程：采用水热法在180℃下反应24h，通过调节pH至7，优化形貌，得到粉末状BiFe₂O₄（TEM显示粒径约100 nm）。

表征手段：XRD证实单斜晶相（JCPDS #00-033-0664），傅立叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱解析表面官能团，光致发光发射光谱（PL光谱）揭示光生载流子分离效率。

性能测试：UV-Vis DRS分析带隙能力为2.84 eV，BET测定孔结构，SEM-EDS验证元素分布均匀性。

研究亮点Environmental Surfaces and Interfaces

1. 高效光催化染料降解

通过水热法合成的BiFe2O4异质结构，在可见光照射下，40分钟内实现94.2%的甲基橙（MO）染料降解。自由基捕获实验证实，氧气（O₂）和羟基自由基（•OH）在光催化过程中染料分子的降解中起主导作用。

2. 多功能特性

抗菌活性：对大肠杆菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Pseudomonas aeruginosa）和铜绿假单胞菌（Staphylococcus aureus）具有显著抑制作用，抑菌圈直径达15-20 mm。

重金属去除：在模拟工业废水中，24小时内可完全去除Pb²⁺、Cr³⁺、Fe³⁺等重金属离子，去除率＞95%。

3. 材料优势

高比表面积（9.45 m²/g）和介孔结构（孔径8.04 nm）增强污染物吸附与反应位点暴露。

优异的循环稳定性：经5次重复使用后，光催化活性仅下降5%，证明其长期实用性。

结论  Environmental Surfaces and Interfaces

本研究通过水热合成法成功构建了高性能BiFe₂O₄纳米复合材料，其兼具光催化降解染料和抗菌双重功能，在太阳能驱动的环境治理中展现出显著潜力，该研究证实纳米材料在资源保护、污染缓解和生态健康领域的应用价值，为纳米材料在生物医学与环境治理中的交叉应用提供了新视角。

文章信息  Environmental Surfaces and Interfaces

Hydrothermal synthesis of BiFe₂O₄ heterostructure for photodegradation of dye and biological implications

Sahana Nagarakere Chandranna, Dhananjay Purushotham et al.

https://doi.org/10.1016/j.esi.2024.11.002

期刊简介 Environmental Surfaces and Interfaces

Environmental Surfaces and Interfaces 报道环境表界面相关的研究，重点关注环境污染控制过程中的表界面行为，包括气液、液-液、气-固、液-固、固-固和生物界面。本刊欢迎环境表面和界面相关的基础理论研究、仪器和方法的开发，以及其它相关的实验室和现场实验研究。

ESI由科爱与北京师范大学珠海校区合作运营，期刊主编由北京师范大学珠海校区敖志敏教授和阿德莱德大学王少彬教授担任。

期刊刊载主题（包括但不限于）：

• Advanced hetero-catalysis environmental functional materials

• Nanobubble technology

• Electro-chemistry

• Bio interface in environmental-related processes

• Colloid and interface chemistry

• Surface adsorption and desorption

• The interface process in engineered membrane and biological film

• Theoretical calculation of surface/interface science

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