摘要
由於對消除水、土壤和空氣中的大量汙染的需求越來越大，環境修復領域的新興技術正變得越來越重要。我們設計併合成了MoS2/fe2o3異質結奈米複合材料(NCs)作為易於分離和重複利用的多功能材料。以雙酚A(BPA)為探針分子，對製備的樣品進行了微量檢測效能的檢測，檢測限低至10−9M；該檢測限在所有報道的半導體襯底中都是最低的。在紫外照射下，用MoS2/Fe2o3NCs進行快速光催化降解。高度可回收的MoS2/Fe2O3NCs在催化(SERS)底物後具有SERS的催化活性和良好的檢測能力。在考慮了z方案的電荷轉移路徑、三維花狀結構和偶極子-偶極子耦合的影響時，提出了SERS和光催化機理。此外，將製備的MoS2/fe2o3nc成功應用於真實湖泊和牛奶樣品中BPA的檢測。在此，我們深入介紹了MoS2/fe2o3材料的發展，該材料可作為化學感測器和光催化廢水處理，以去除頑固性有機汙染物。
介紹
由於消除水、土壤和空氣中大量汙染的需求不斷增加，環境修復領域的新興技術變得越來越重要。. 本文設計併合成了二硫化鉬/Fe2O3異質結奈米複合材料，這是一種易於分離和重複使用的多功能材料。使用雙酚A (BPA)作為探針分子檢查製備樣品的痕量檢測效能，檢測限低至10-9m；該檢測限是所有已報道的半導體襯底中最低的。在紫外光照射下，二硫化鉬/三氧化二鐵奈米複合材料快速光催化降解雙酚a。二硫化鉬/三氧化二鐵奈米複合物在催化後作為表面增強拉曼散射(SERS)基底重複使用時，表現出對雙酚a的光芬頓催化活性和良好的檢測能力。在考慮Z方案電荷轉移路徑、三維花狀結構和偶極-偶極耦合效應的同時，提出了SERS和光催化機制。此外，製備的二硫化鉬/三氧化二鐵奈米複合物成功應用於實際湖水和牛奶樣品中雙酚a的檢測。在此，我們對二硫化鉬/Fe2O3材料的發展提出了見解，該材料可用作化學感測器和光催化廢水處理中的多功能材料，以去除難降解的有機汙染物。
結果和討論
二硫化鉬、三氧化二鐵奈米複合材料的飽和磁化強度(0.46 emu/g)高於單獨使用三氧化二鐵時的飽和磁化強度。這種良好的磁效能完全滿足磁選的要求。當使用外部磁體時，均勻分散的二硫化鉬、三氧化二鐵奈米複合材料在22秒內迅速從溶液中分離並形成聚集體。相反，當磁體被移除時，聚集的二硫化鉬、Fe2O3透過輕微的搖動迅速重新分佈到溶液中。此外，我們在3個月後測量了二硫化鉬、三氧化二鐵奈米複合材料的磁化強度，發現Ms值幾乎沒有變化(從0.46到0.52 emu/g)。因此，我們得出結論，二硫化鉬/三氧化二鐵奈米複合材料在室溫和大氣壓下是高度穩定的。
圖1
圖2
此外，空穴從二硫化鉬價帶向Fe2O3的選擇性轉移顯著減弱了光腐蝕活性。生成二硫化鉬和Fe2O3的載流子後，自由電子聚集在Fe2O3的CB中，而光致空穴存在於二硫化鉬的VB中；因此，獲得了高光催化活性。實現了有效的Z型電子-空穴對分離和有效的轉移路徑，在CB和VB中分別獲得了強的光激發電子和空穴氧化還原能力，顯著提高了二硫化鉬/Fe2O3 NC異質結的光催化和SERS活性。因此，Fe2O3不僅透過防止硫的損失而充當二硫化鉬核的保護殼，而且構建了延長光生電子和空穴壽命的Z型結，這將顯著增強光催化活性和穩定性。SERS增強的另一個原因是二硫化鉬的半導體性質.因為它的表面有硫原子和垂直於表面的極性共價鍵，這種偶極-偶極耦合顯著增加了拉曼峰的強度.此外，由於表面積與體積之比大，氣體分子有大量的活性吸附位點。
結論
總之，透過簡單地將Fe2O3奈米粒子沉積到二硫化鉬奈米粒子上來製備多功能材料，這顯著提高了其光催化效能和用作SERS襯底的能力。此外，二硫化、/三氧化二鐵奈米複合材料被成功回收。本研究首次報道了二硫化鉬、氧化鐵奈米複合物作為SERS底物用於雙酚a檢測。二硫化鉬、氧化鐵奈米複合物的檢測限為1 × 10米，並表現出優異的穩定性。製備的二硫化鉬、三氧化二鐵奈米複合材料比單獨的二硫化鉬奈米複合材料和三氧化二鐵奈米複合材料具有更高的光催化活性。增強的光催化活性和SERS活性歸因於Z方案異質結系統對電子-空穴對的有效分離和轉移。因此，作為高效的多功能催化劑，二硫化鉬、三氧化二鐵奈米複合材料不僅有望取代金屬催化劑用於去除水中和環境中的有機物，還將為SERS應用鋪平道路，從而為化學和醫學檢測以及環境監測引入新方法。
