本研究旨在合成并構建具有低帶隙能量的半導體-半導體（S-S）異質結。合成材料主要由二氧化鈦（TiO2）和氧化鋅（ZnO）組成，作為光催化納米顆粒（NPs）。該策略極大地提高了對廢水處理的光降解性能和抗菌性能。通過靜電紡絲技術制備復合醋酸纖維素CA@TiO2 NPs（CTO）以在聚合物基質中生成核層TiO2 NPs，然后浸入ZnO NPs懸浮液中以在納米纖維表面沉積ZnO NPs（CTZO）。隨后，將該復合墊置于700℃下進行煅燒/退火4小時，以獲得復合S-S異質結納米結構材料（TZO）。研究了合成材料的形態特征、熱降解性能、化學組成和相結構。此外，使用大腸桿菌評估其抗菌性能，在陽光直射下利用亞甲基藍（MB）和甲基紅（MR）染料研究其光催化降解性能。形態特征表明，ZnO NPs很好地修飾TiO2 NPs，形成異質結結構。結果表明，與ZnO NPs（12±0.2）mm相比，TZO具有較高的抗菌作用，對革蘭氏（-ve）細菌的抑菌圈為15±0.8mm。另外，在陽光直射下，復合納米顆粒對MB和MR染料的光催化降解率接近25％和13％。染料光降解性能的提高可歸因于具有低帶隙能量（1.17eV）的S-S異質結結構的形成，與具有寬帶隙能量（3.52eV）的TiO2相比，其在增強電子轉移和光降解過程中發揮著重要作用。上述結果表明，所制備的S-S異質結納米材料在廢水處理中具有很好的應用前景。
圖1.S-S異質結結構光催化材料的實驗步驟總結。（a）制備的CTO樣品有機溶液，（b）靜電紡絲裝置，（c）在ZnO分散溶液中對所制備的墊子進行浸涂，以及（d）煅燒/退火過程。
圖2.使用SEM獲取的樣品形態：（a）CTO，（b）CTZO，（c）TZO，（d）TiO2 NPs。
圖3.不同樣品的TEM圖像：（a）ZnO NPs，（b）低和高分辨率下700℃煅燒的納米纖維（TZO樣品），（c）TZO樣品的EDX點以及相應的元素重量和原子百分比，（d）由TEM得到的EDX映射（顏色：Ti（綠色）、Zn（藍色）、O（紅色））。
圖4.復合TiO2@ZnO S-S異質結結構的HR-TEM圖像：TZO樣品中的納米顆粒以及d間距和電子衍射選定區域。
圖5.不同樣品的XRD圖譜分析：（a）TiO2 NPs，（b）ZnO NPs，（c）CTO，（d）CTZO，和（e）TZO。
圖6.不同樣品的FTIR分析：（a）CTO，（d）CTZO和（e）TZO。
圖7.樣品的TGA分析：（a）CTO，（d）CTZO和（e）TZO。
圖8.（a）不同樣品的光學性質：CTO、CTZO、TZO、TiO2 NPs和ZnO NPs。（b）TZO NPs、TiO2 NPs和ZnO NPs的（F（R）hv/t）2與光子能量的關系圖。（c）不同樣品的帶隙能量直方圖。
圖9.對照、TiO2 NPs、ZnO NPs和TZO樣品抑菌圈結果的光學圖像。
圖10.陽光直射下合成樣品（TZO）在不同時間間隔內對亞甲基藍（MB）和甲基紅（MR）的光催化降解性能。
圖11.合成樣品（TZO）降解MB或MR的ln（C/C0）與時間的關系圖。
圖12.純和S-S異質結光催化材料在陽光直射下的擬議光催化機理和電子轉移：（a）純ZnO，（b）TiO2，（c）復合TiO2@ZnO S-S異質結TZO樣品。
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