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  近年來，抗生素滲透進入地表水中給全球生態系統帶來了巨大的危害，人類正面臨著日益嚴重的環境破壞和能源資源短缺的問題。利用環境中清潔、可持續的隨機能源解決抗生素水體污染問題是實現能源環境可持續發展的有效途徑。好氧工藝處理抗生素廢水是目前比較常用的技術，該技術具有占地面積小，易操作，運行可靠等特點。然而，好氧廢水處理技術極高的供氣能耗占據了大部分的污水處理成本，好氧曝氣池中存在大量的水波能量常常被忽略從而導致嚴重的能源浪費。利用金屬-有機骨架材料進行光催化氧化去除抗生素具有良好的效果。然而，由于空穴產生、電荷分離效率低，導致其量子效率、光催化活性低，限制了其實際的應用。研究者們發現可以通過施加偏置電壓，改善金屬-有機骨架材料中光生電子與空穴的分離，從而進一步提高光催化降解效率。因此，尋求一種簡單、可行和高效的方法收集好氧池內被忽略的水波能量并轉化為電能，同時產生一個外部電場增強抗生素的光催化降解變得十分迫切和必要。

  基于此，廣西大學王雙飛院士團隊聶雙喜教授課題組開發了一種冠狀摩擦納米發電機（C-TENG）用于提高光催化抗生素降解效率。C-TENG將水波能轉化為電能，在兩個電極之間產生一個外部電場，促進光生電子和空穴的有效分離，在5 m/s²的水波加速度下，80 min內四環素去除效率為95.89%。外部電場的引入產生了更多超氧自由基(·O₂^-)、羥基自由基(·OH)和空穴(h⁺)，它們對提高光催化效率起非常重要的作用。本工作提供了一種高效、環保、低成本的四環素降解方法，為降解抗生素廢水提供了全新途徑。

圖 自驅動光催化降解抗生素過程。（a）基于水波能觸發C-TENG的自驅動光催化系統用于降解抗生素。（b）C-TENG的結構示意圖。（c）電極放大示意圖。（d）四環素清除機理圖。

  相關成果以“Triboelectric nanogenerators for enhanced degradation of antibiotics via external electric field”為題，發表于最新一期 Nano Energy期刊上。本論文的第一完成單位為廣西大學，2019級碩士研究生莫濟龍為第一作者，聶雙喜教授為通訊作者。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106842