【儀表網 研發快訊】近日，中國科學院海洋研究所在固態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”為題發表在國際學術期刊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主流市場，但毒性殺生劑嚴重威脅了海洋生態安全和生物資源，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，綠色環保的防污新材料和新技術將是未來的研究方向。光催化殺菌防污技術具備綠色環保的特點，其應用潛能逐漸得到認可。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，但傳統元素摻雜方法難以控制摻雜過程。作者創新性的采用含有豐富氧空位的固態α-MnO2分解法，成功制備了Mn、Sv共摻雜ZIS材料，結果表明固態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。同時固態分解摻雜相較于傳統無機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現固態α-MnO2分解摻雜ZIS具有降低的功函數，這有助于降低光電子向表面遷移的勢壘。S-Mn共價鍵的產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合。固態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
 

　　中國科學院海洋研究所海洋關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基金面上項目(42076043、42176049)、山東省自然科學基金重大基礎研究(ZR2023ZD31)、山東省優秀青年科學基金(ZR2022YQ39)和中國科學院前沿科學重點研究(ZDBS-LY-DQC025)項目資助。