近日，中國科學(xué)院海洋研究所在固態(tài)Ov-α-MnO2分解法制備Mn、Sv共摻雜ZnIn2S4(ZIS)及其光催化殺菌研究取得進展，相關(guān)成果以“Improvement of photocatalytic antibacterial action of Mn, Sv-co-doped ZnIn2S4 prepared from a novel Ov-rich α-MnO2 decomposition”為題發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Materials Chemistry A(Q1, IF=10.7)。
 

　　目前，含有毒性殺生劑的防污涂料占據(jù)主流市場，但毒性殺生劑嚴(yán)重威脅了海洋生態(tài)安全和生物資源，隨著國際公約要求的逐級提高，毒性防污涂料的前景將逐漸萎縮，因此，綠色環(huán)保的防污新材料和新技術(shù)將是未來的研究方向。光催化殺菌防污技術(shù)具備綠色環(huán)保的特點，其應(yīng)用潛能逐漸得到認(rèn)可。然而單一光催化材料的活性受到較低光生載流子分離效率的限制，元素摻雜是較為常用的改性方法，但傳統(tǒng)元素摻雜方法難以控制摻雜過程。作者創(chuàng)新性的采用含有豐富氧空位的固態(tài)α-MnO2分解法，成功制備了Mn、Sv共摻雜ZIS材料，結(jié)果表明固態(tài)分解摻雜可以緩慢釋放Mn元素，使其更均勻地引入ZIS晶格中。同時固態(tài)分解摻雜相較于傳統(tǒng)無機Mn源摻雜更能提升ZIS降解和殺菌的活性。通過開爾文掃描探針力顯微鏡和密度泛函理論分析發(fā)現(xiàn)固態(tài)α-MnO2分解摻雜ZIS具有降低的功函數(shù)，這有助于降低光電子向表面遷移的勢壘。S-Mn共價鍵的產(chǎn)生進一步促進了光電子的表面遷移。同時S空位含量的增加阻礙了光生載流子的復(fù)合。固態(tài)α-MnO2分解制備Mn、Sv共摻雜ZIS具有多重策略提升其光催化活性，為未來摻雜方法的選擇提供了重要的參考價值。
 

固態(tài)α-MnO2分解摻雜ZIS的殺菌性能和性能提升機制分析
 

　　中國科學(xué)院海洋研究所海洋關(guān)鍵材料全國重點實驗室博士生張輝為論文第一作者，海洋關(guān)鍵材料全國重點實驗室張杰研究員、張瑞永研究員和孫萌萌副研究員為共同通訊作者。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金面上項目(42076043、42176049)、山東省自然科學(xué)基金重大基礎(chǔ)研究(ZR2023ZD31)、山東省優(yōu)秀青年科學(xué)基金(ZR2022YQ39)和中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點研究(ZDBS-LY-DQC025)項目資助。