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刘兆利硕士在《Nature Communications》杂志上发表了一篇题为“MBene 原子应变诱导的自旋极化促进了 ·用于地下水消毒的 O2 生产”的研究性论文
发布时间:2025-03-07

该研究小组在Nature Communications期刊发表了一篇名为“Spin polarization induced by atomic strain of MBene promotes the ·O2production for groundwater disinfection”的研究性论文。本文第一作者刘兆利硕士,通讯作者王建龙教授。第一单位为西北农林科技大学。


地下水中的超级细菌通过水传播途径构成严重的健康风险。一种新兴的绿色消毒方法在于光催化,它利用局部产生的超氧自由基 (·O2) 进行中和。然而,O2 的自旋禁止特性阻碍了光催化生成活性 ·O2,因此大大限制了消毒效率,特别是对于溶解氧 (DO) 浓度较低的真实地下水。在此,我们报道了一类应变的 Mo4/3B2-xTz MBene (MB),具有增强的分子 O2 吸附/活化,用于光催化消毒,发现 In2S3/Mo4/3B2-xTz (IS/MB) 的应变诱导自旋极化可以促进 Mo 位点和 O2 的自旋轨道杂交,以克服 O2 的自旋禁止, 这导致 ·O2 - 在低 DO 条件下光催化产生 (2.46 mg L -1 )。特别是,我们展示了基于 In2S3/Mo4/3B2-xTz (50 mg) 的连续流消毒系统稳定运行超过 62 小时,并收集 37.2 L 无菌地下水,这代表了用于地下水消毒的最先进的光消毒材料。最重要的是,连续流消毒系统的消毒能力是商用次氯酸钠 (NaOCl) 的 25 倍,这表明了地下水净化的实际潜力。


Fig. 1