Z型异质结硫化镉复合材料的制备及抗生素去除性能与机理研究进展

摘要

抗生素的广泛使用导致水环境中残留污染问题日益突出，对生态安全和人类健康构成严重威胁。硫化镉（CdS）作为一种可见光响应型半导体材料，因具有合适的能带结构和优异的光催化活性，在抗生素降解领域备受关注。然而，纯CdS存在光生载流子复合率高、光腐蚀严重等缺陷，限制了其实际应用。构建Z型异质结被证实是提升CdS光催化性能的有效策略，通过与其他半导体材料复合，可实现光生电子-空穴对的高效分离，同时保留强氧化还原活性。本文系统综述了Z型异质结CdS复合材料的制备方法（如水热法、溶剂热法、静电纺丝法等），重点讨论了其在典型抗生素（四环素、氟喹诺酮类、磺胺类等）去除中的性能表现（降解效率、循环稳定性、矿化率等），深入剖析了Z型电荷转移机制、活性物种（·OH、·O2-、h+）的作用及抗生素降解路径，并总结了当前研究中存在的挑战（如重金属溶出、实际水体干扰等）。最后，展望了该领域未来的发展方向，包括新型Z型异质结设计、多功能复合材料构建及实际应用场景的拓展，为高效光催化材料的开发及抗生素污染控制提供理论参考。