分级结构NiFe2O4/CeO2纳米复合材料通过S型异质结与类光芬顿协同效应对可见光催化降解氧四环素的机制研究

　　本研究发现通过水热法构建的分级花状结构NiFe2O4/CeO2（NFCs）纳米复合材料，通过S型异质结（broken-gap）与类光芬顿（photo-Fenton-like）途径的协同作用，显著提升了可见光催化降解氧四环素（OTC）的效率。该材料具有小尺寸晶粒（≈8.2–10 nm）、强界面耦合和缺陷富集表面，最高降解效率达84.72%（NFC4），且表现出优异的磁回收性与循环稳定性（>96%活性保持率），为药物污染物治理提供了新材料设计策略。

　　

Highlight

本研究创新性地设计了具有分级花状结构的NiFe₂O₄/CeO₂（NFCs）纳米复合材料，通过S型异质结机制与类光芬顿循环的协同作用，实现了可见光下对氧四环素（OTC）的高效降解与矿化，为可持续水处理技术提供了新材料平台。

Conclusion

一系列不同CeO₂含量的NFCs纳米复合材料被成功合成并应用于可见光驱动下的OTC降解。其中NFC1表现出最快的反应动力学（k=0.0122 min^?1），而NFC4则达到最高降解效率（84.72%）。该优异性能归因于增强的电荷分离效率、活性氧物种（ROS）生成能力以及结构稳定性，其本质源于分级花状结构、小尺寸晶粒（≈8.2 nm–10 nm）与强界面耦合效应的协同组合。