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摘要
? ? ? 由于對(duì)消除水、土壤和空氣中的大量污染的需求越來(lái)越大，環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的新興技術(shù)正變得越來(lái)越重要。我們?cè)O(shè)計(jì)并合成了MoS2/fe2o3異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料(NCs)作為易于分離和重復(fù)利用的多功能材料。以雙酚A(BPA)為探針?lè)肿樱瑢?duì)制備的樣品進(jìn)行了微量檢測(cè)性能的檢測(cè)，檢測(cè)限低至10?9M；該檢測(cè)限在所有報(bào)道的半導(dǎo)體襯底中都是最低的。在紫外照射下，用MoS2/Fe2o3NCs進(jìn)行快速光催化降解。高度可回收的MoS2/Fe2O3NCs在催化(SERS)底物后具有SERS的催化活性和良好的檢測(cè)能力。在考慮了z方案的電荷轉(zhuǎn)移路徑、三維花狀結(jié)構(gòu)和偶極子-偶極子耦合的影響時(shí)，提出了SERS和光催化機(jī)理。此外，將制備的MoS2/fe2o3nc成功應(yīng)用于真實(shí)湖泊和牛奶樣品中BPA的檢測(cè)。在此，我們深入介紹了MoS2/fe2o3材料的發(fā)展，該材料可作為化學(xué)傳感器和光催化廢水處理，以去除頑固性有機(jī)污染物。
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介紹
? ? ??由于消除水、土壤和空氣中大量污染的需求不斷增加，環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的新興技術(shù)變得越來(lái)越重要。. 本文設(shè)計(jì)并合成了二硫化鉬/Fe2O3異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料，這是一種易于分離和重復(fù)使用的多功能材料。使用雙酚A (BPA)作為探針?lè)肿訖z查制備樣品的痕量檢測(cè)性能，檢測(cè)限低至10-9m；該檢測(cè)限是所有已報(bào)道的半導(dǎo)體襯底中最低的。在紫外光照射下，二硫化鉬/三氧化二鐵納米復(fù)合材料快速光催化降解雙酚a。二硫化鉬/三氧化二鐵納米復(fù)合物在催化后作為表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)基底重復(fù)使用時(shí)，表現(xiàn)出對(duì)雙酚a的光芬頓催化活性和良好的檢測(cè)能力。在考慮Z方案電荷轉(zhuǎn)移路徑、三維花狀結(jié)構(gòu)和偶極-偶極耦合效應(yīng)的同時(shí)，提出了SERS和光催化機(jī)制。此外，制備的二硫化鉬/三氧化二鐵納米復(fù)合物成功應(yīng)用于實(shí)際湖水和牛奶樣品中雙酚a的檢測(cè)。在此，我們對(duì)二硫化鉬/Fe2O3材料的發(fā)展提出了見(jiàn)解，該材料可用作化學(xué)傳感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(jī)污染物。
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結(jié)果和討論
? ? ? ?二硫化鉬、三氧化二鐵納米復(fù)合材料的飽和磁化強(qiáng)度(0.46 emu/g)高于單獨(dú)使用三氧化二鐵時(shí)的飽和磁化強(qiáng)度。這種良好的磁性能完全滿足磁選的要求。當(dāng)使用外部磁體時(shí)，均勻分散的二硫化鉬、三氧化二鐵納米復(fù)合材料在22秒內(nèi)迅速?gòu)娜芤褐蟹蛛x并形成聚集體。相反，當(dāng)磁體被移除時(shí)，聚集的二硫化鉬、Fe2O3通過(guò)輕微的搖動(dòng)迅速重新分布到溶液中。此外，我們?cè)?/span>3個(gè)月后測(cè)量了二硫化鉬、三氧化二鐵納米復(fù)合材料的磁化強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)Ms值幾乎沒(méi)有變化(從0.46到0.52 emu/g)。因此，我們得出結(jié)論，二硫化鉬/三氧化二鐵納米復(fù)合材料在室溫和大氣壓下是高度穩(wěn)定的。
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? ? ? 此外，空穴從二硫化鉬價(jià)帶向Fe2O3的選擇性轉(zhuǎn)移顯著減弱了光腐蝕活性。生成二硫化鉬和Fe2O3的載流子后，自由電子聚集在Fe2O3的CB中，而光致空穴存在于二硫化鉬的VB中；因此，獲得了高光催化活性。實(shí)現(xiàn)了有效的Z型電子-空穴對(duì)分離和有效的轉(zhuǎn)移路徑，在CB和VB中分別獲得了強(qiáng)的光激發(fā)電子和空穴氧化還原能力，顯著提高了二硫化鉬/Fe2O3 NC異質(zhì)結(jié)的光催化和SERS活性。因此，Fe2O3不僅通過(guò)防止硫的損失而充當(dāng)二硫化鉬核的保護(hù)殼，而且構(gòu)建了延長(zhǎng)光生電子和空穴壽命的Z型結(jié)，這將顯著增強(qiáng)光催化活性和穩(wěn)定性。SERS增強(qiáng)的另一個(gè)原因是二硫化鉬的半導(dǎo)體性質(zhì).因?yàn)樗谋砻嬗辛蛟雍痛怪庇诒砻娴臉O性共價(jià)鍵，這種偶極-偶極耦合顯著增加了拉曼峰的強(qiáng)度.此外，由于表面積與體積之比大，氣體分子有大量的活性吸附位點(diǎn)。
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結(jié)論
? ? ? 總之，通過(guò)簡(jiǎn)單地將Fe2O3納米粒子沉積到二硫化鉬納米粒子上來(lái)制備多功能材料，這顯著提高了其光催化性能和用作SERS襯底的能力。此外，二硫化、/三氧化二鐵納米復(fù)合材料被成功回收。本研究首次報(bào)道了二硫化鉬、氧化鐵納米復(fù)合物作為SERS底物用于雙酚a檢測(cè)。二硫化鉬、氧化鐵納米復(fù)合物的檢測(cè)限為1 × 10米，并表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。制備的二硫化鉬、三氧化二鐵納米復(fù)合材料比單獨(dú)的二硫化鉬納米復(fù)合材料和三氧化二鐵納米復(fù)合材料具有更高的光催化活性。增強(qiáng)的光催化活性和SERS活性歸因于Z方案異質(zhì)結(jié)系統(tǒng)對(duì)電子-空穴對(duì)的有效分離和轉(zhuǎn)移。因此，作為高效的多功能催化劑，二硫化鉬、三氧化二鐵納米復(fù)合材料不僅有望取代金屬催化劑用于去除水中和環(huán)境中的有機(jī)物，還將為SERS應(yīng)用鋪平道路，從而為化學(xué)和醫(yī)學(xué)檢測(cè)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)引入新方法。
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