《表2 光催化剂降解四环素的动力学参数》

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《多孔双金属氧化物/碳复合光催化剂对四环素的高效光催化降解》

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Mott-Schottky曲线测试表明Zr-O-C和TiO2都是n型半导体，二者的平带电位Efb分别是-0.22和-0.59 V（vs Ag/AgCl），相对于标准氢电极电势则分别是0和-0.37 V（vs SHE）。有文献报道46，47，n型半导体材料的平带电位近似于其导带CB的位置，我们可以认为Zr-O-C和TiO2的导带位置分别为0和-0.37 eV，结合固体紫外测得的带隙能，则Zr-O-C和TiO2的能级位置如图9所示。在氙灯照射下，Zr-O-C和TiO2均可吸收光子被激发，电子e-跃迁到导带，空穴h+滞留在价带。TiO2的光生电子将吸附在催化剂表面的氧气还原为超氧自由基，进而将四环素氧化得到最终产物。结合ESR测试可以得出，超氧自由基、羟基自由基、以及正空穴是反应的主要活性自由基，Zr-O-C的导带位置不足以将氧气还原得到超氧自由基，因此我们猜测，电子不会从TiO2传递到Zr-O-C，而是在TiO2的导带上参与反应；Zr-O-C的价带具有足够高的氧化电位可以将水氧化为具有强氧化能力的羟基自由基，进而可以光降解四环素。在此过程中，Zr-O-C与TiO2之间可能形成Z型异质结催化体系，Zr-O-C产生的电子可以通过高导电碳层快速与TiO2生成的正电荷空穴结合，从而降低TiO2与Zr-O-C的电子-空穴的复合速率，这将大大提高电子-空穴的分离速率，有利于光催化降解四环素。