Enhanced photocatalytic degradation of organic pollutants in actual sewage water with a full-spectrum-responsive NaYF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb,Nd@TiO2@g-C3N4 nanoheterojunction photocatalyst

光催化 降级(电信) 污染物 环境化学 污水 环境科学 材料科学 光化学 化学 环境工程 催化作用 电信 工程类 生物化学 有机化学
作者
Jie Wu,Wenqi Liu,Yue Zhao,Dan Shan,Zhao Chen,Mengyu Di,Changyuan Zhang,Yi Ran,Xiang Li,Baiqi Wang
出处
期刊:Environmental Technology and Innovation [Elsevier BV]
卷期号:35: 103636-103636 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.eti.2024.103636
摘要

Full spectrum-excitation photocatalysis is promising for the environmentally friendly treatment of actual sewage with sunlight. High-efficiency, stable NaYF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb,Nd@TiO2@g-C3N4 (UPTC) nanoheterojunction photocatalysts were fabricated via facile chemical synthesis. Nanophotocatalyst characterization revealed good crystallinity, strong composite formation, and a high separation rate of photoexcited charges. The synthesized UPTC was excited by ultraviolet, visible light and infrared light, exhibiting excellent full spectrum-response. Under near-infrared irradiation at 808 nm and 980 nm, UPTC effectively degraded rhodamine B (RhB). Under simulated sunlight, UPTC decomposed 88.6% malachite green, 92.2% rose bengal, and 90.8% RhB in 90 min. In photocatalysis, ·O2- played a dominant role. Moreover, the nanoheterojunction structure greatly improved photoexcited carrier separation. UPTC nanoheterojunction had excellent recycling capability. In actual sewage treatment, UPTC degraded 36.5% ammonia-nitrogen under simulated sunlight. In addition, UPTC exhibited sufficient biosafety. This study offers a fresh potential approach for producing highly efficient, stable, and biosafe nanoheterojunction photocatalysts for sewage treatment.
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