昆明理工大学的研究团队近日在水处理技术领域取得了显著进展，特别是在利用半导体材料进行光催化处理方面。该团队通过采用先进的光催化氧化技术，在高原地区的水污染防治和治理安全方面实现了关键性突破。研究成果已在国际学术期刊《能源与环境材料》上发表。

半导体封测展了解到，在环保水处理技术领域，基于太阳能的半导体光催化技术因其无需添加化学氧化剂而受到广泛关注。但是，传统的光催化剂存在限制，特别是空穴的有效积累困难，这限制了它们在无氧条件下直接氧化污染物的能力。此外，对空穴定向富集机制的系统性调控研究还相对缺乏。

为了解决这些问题，昆明理工大学的研究团队，包括副教授周华晶和教授何亮，创新性地结合了多尺度结构工程和异质界面工程，提出了一种“结构-电场”协同调控策略。他们成功开发了一种具有“蛋黄-双壳”结构的铜基复合微球。这种材料通过建立多级电子传输通道和梯度电场，促进光电子向内核迁移，同时将氧化性空穴固定在表面活性位点。结合铜纳米颗粒的等离子体共振增强效应，实现了光能吸收和电荷分离效率的双重提升。实验结果表明，这种材料对四环素类抗生素的太阳能驱动降解效率是传统材料的数十倍，处理后的水质满足生态安全标准。

半导体封测展了解到，在研究过程中，团队深入探讨了材料的合成方法、微观结构、物理化学性质、光学性能、能带结构和载流子分离原理等。通过多种表征技术，他们证实了材料的成功制备及其优异性能。以四环素为模型的污染物实验显示，优化后的降解效率达到了100%，并且具有良好的循环稳定性和pH适用性，在多种水体基质中均表现出高效的降解能力。

昆明理工大学污染过程控制与模拟团队长期专注于云南高原地区的水污染和供水安全问题，开展相关研究并提供技术和咨询服务。这次技术突破为半导体光催化剂上长寿命空穴的积累提供了全新的设计策略，有望推动新型水处理技术的发展，在污水处理和水资源净化等领域具有广泛的应用前景。

文章来源：科技日报