近日，光电学院博士生姚良涛以第一作者身份在《材料科学与技术》（JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE & TECHNOLOGY，中科院一区TOP，IF：10.3）上发表了题为“负载有金属Bi修饰的BixTiyOz/TiO2柔性静电纺碳纳米纤维及其在模拟太阳光下降解有机污染物的应用”（Electrospun Bi-decorated BixTiyOz/TiO2 flexible carbon nanofibers and their applications on degradating of organic pollutants under solar radiation）的研究成果，张大伟教授为通讯作者，国家粮食和物资储备局标准质量中心孙长坡研究员、我校材化学院的李贵生教授和廉孜超教授等为论文的共同作者。姚良涛为光电学院庄松林院士、张大伟教授领导的超精密光学制造创新团队成员。
光催化技术作为一种新兴的有机污染物与毒素消减方式，因其高效、经济、环保、安全等优点越来越多地应用于相关领域。但在光催化过程中，可能存在光催化剂比表面积较低不能与反应物有效接触、光谱吸收范围狭窄、光生电荷复合率高等问题，限制了光催化剂的光催化活性。在传统光催化降解过程中，光催化剂是以粉末状态分散于反应底物中，造成光催化剂粉末很容易团聚而抑制光生电荷分离，而且反应过后的光催化剂分离一般需要经历离心或者过滤过程，需要大量能量和时间，还容易引起二次污染，这限制了它们的大规模应用。
本论文合成的柔性光催化材料很好解决了这一问题：首先通过将溶解有五水合硝酸铋（Bi(NO3)3·5H2O）和钛酸丁四脂（TBT）的聚丙烯腈（PAN）纺丝溶液，经过静电纺丝形成纳米纤维薄膜，然后将纳米纤维薄膜经过预氧化和碳化处理，最终制备了柔性的薄膜状光催化碳纳米纤维复合材料（Bi/BixTiyOz-TiO2/CNFs）。该材料为具备纳米级别的纤维结构的柔性薄膜，具有优异的光催化活性，且可以在反应结束后方便地从底物中移除，避免了耗时耗能的分离过程。更值得一提的是，本论文中用于制备的所需原材料廉价易得、制备方法简单，为清除有机物污染和毒素提供了一种新的绿色方法。
柔性光催化碳纳米纤维复合材料（Bi/BixTiyOz-TiO2/CNFs）制备过程示意图
柔性光催化碳纳米纤维复合材料（Bi/BixTiyOz-TiO2/CNFs）光催化机制原理图
供稿：光电学院
