工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、食品加工等領(lǐng)域的廢(污)水中含有較高濃度的持久性含氮有機污染物，其毒性大、難以生物降解，并易在生物體內(nèi)富集，導(dǎo)致人和動物的癌變、畸變等。水環(huán)境中持久性含氮有機污染物的防治工作艱巨復(fù)雜，用傳統(tǒng)方法很難處理。因此，如何高效、簡便、環(huán)境友好治理持久性有機污染物成為全球前沿研究領(lǐng)域。

近日，科技日報記者在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)采訪時了解到，該校殷煥順、王軍教授團隊聯(lián)合攻關(guān)，制備的三元鉍系光催化劑，使羅丹明B、日落黃和四環(huán)素這三種常見含氮污染物基本完全降解，并使其中的有機氮轉(zhuǎn)為銨肥。目前該成果已刊登在國際知名期刊《應(yīng)用催化B：環(huán)境》上。

光催化技術(shù)作為復(fù)合高級氧化技術(shù)的一種，在光的照射下，光催化劑表面會產(chǎn)生氧化能力較強的自由基和活性氧，將有機污染物氧化分解，達到去除有機污染物的目的。光催化技術(shù)作為一種低能耗、環(huán)境友好的凈化技術(shù)，20世紀六七十年代興起，一直是國內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究的熱點。目前，光催化劑降解轉(zhuǎn)換效率低、對可見光利用較少等瓶頸難題，制約了光催化技術(shù)的研發(fā)及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用。

殷煥順和王軍教授團隊向記者表示，前人的研究表明，氯氧鉍(BiOCl)/碳酸氧鉍(Bi2O2CO3)復(fù)合納米材料有較好的光催化活性，但在治理水環(huán)境中有機污染物方面的效率仍需要進一步提升。鉍(Bi)系金屬中有很多材料能在可見光條件下完成光催化，是理想的光催化劑。同時作為一種無毒的元素，鉍的泄漏不存在環(huán)境污染問題。然而，單一光催化劑材料在治理水環(huán)境中有機污染物時，存在著光生電子—空穴重組率高的問題。

為此，該團隊創(chuàng)新性地通過一步水熱法制備了Bi/BiOCl/Bi2O2CO3三元復(fù)合納米材料，簡化了材料制備過程，并以羅丹明B及日落黃和四環(huán)素這三種常見的水中有機污染物為目標降解物進行研究。

他們的實驗結(jié)果表明，Bi/BiOCl/Bi2O2CO3復(fù)合納米材料能夠快速降解羅丹明B，可見光照射12分鐘條件下，1毫克/毫升的復(fù)合材料能夠?qū)?0毫克/千克的羅丹明B降解掉99%，礦化率為91.46%(可見光照射24分鐘)，降解速率高達0.2694/分鐘，相比單一的BiOCl、Bi2O2CO3材料，降解速率分別增加12.58倍和168.38倍。同時，鉍在制備的復(fù)合納米材料中穩(wěn)定性較高，泄漏到環(huán)境中的濃度僅為0.8納克/毫升。

他們的研究也發(fā)現(xiàn)，由于羅丹明B分子結(jié)構(gòu)中氮元素在光催化過程中生成銨根離子，在使用Bi/BiOCl/Bi2O2CO3復(fù)合納米材料治理后得到的水具有一定肥力，使得原本明顯抑制綠豆芽根發(fā)育的含羅丹明B廢水，在被降解后反而促進綠豆芽根的伸長。

他們還嘗試用Bi/BiOCl/Bi2O2CO3復(fù)合納米材料降解其他兩種含氮有機污染物日落黃和四環(huán)素，結(jié)果表明，70分鐘可見光照射下，污染物基本完全降解，礦化率分別能夠達到85.53%和80.13%。日落黃和四環(huán)素分子結(jié)構(gòu)中的有機氮也成功轉(zhuǎn)化為銨根離子，使得降解的廢水具有肥力。他們認為，該復(fù)合材料也具有廣譜降解有機污染物的能力，具有較高的光催化降解能力。