近日，化学工程学院先进功能材料研发与应用团队在无机光催化功能材料的可见光响应抗菌机制研究方面取得系列重要进展，相关研究成果以“Mechanism analysis of surface structure-regulated Cu₂O in photocatalytic antibacterial process”和“Principle of CoS₂/ZnIn₂S₄ heterostructure effect and its mechanism of action in a visible light-catalyzed antibacterial process”为题，分别发表在SCI一区TOP期刊《Journal of Hazardous Materials》和《Journal of Colloid and Interface Science》上。论文的第一作者分别为我院2021级硕士研究生王康富、吕美儒，通讯作者均为唐晓宁教授，通讯单位为昆明理工大学化学工程学院。该系列研究工作得到了国家自然科学基金、广东省企业科技专项的资助。

由于半导体光催化材料独特的表面原子排列方式与暴露晶面的差异性对可见光吸收显示出明显的差别，同时刻面的缺陷空位会影响半导体光催化材料的化学电子结构并直接影响光催化活性。因此对材料表面的晶面设计及调控将对提高光催化抗菌性能具有重要的技术价值。

以不同表面结构的Cu₂O单体作为研究对象，探究具有表面空位缺陷的微晶材料在光催化抗菌过程中的作用机理。采用液相还原法并调控配比制备出暴露(111)、(100)和(110)晶面的Cu₂O光催化抗菌剂。不同表面调控改性的Cu₂O光催化抗菌性能有着明显差异，通过分子结构模型深度揭示了暴露表面原子结构在光催化抗菌过程中起的关键作用，可为光催化抗菌材料表面改性引起的构效关系提供一定技术价值（论文连接：DOI: 10.1016/j.jhazmat.2023.132479）。

新型硫系光催化半导体材料因为丰富的能带结构而被关注，ZnIn₂S₄因其独特的电子结构在光催化制氢以及还原CO₂等方面被广泛研究。美中不足的是，ZnIn₂S₄单一光催化剂光诱导电荷载流子重组速率过快，在一定程度上限制了其可见光吸收能力和光催化活性。因此为了弥补这一缺陷，材料表面结构的改性及调控将对提高可见光驱动催化抗菌性能具有深远的研究意义。

受助催化剂耦联改性半导体在可见光驱动催化技术中拥有优异性能的启发，采用二次水热法利用助催化剂CoS₂耦联半导体ZnIn₂S₄构建肖特基异质结进行材料重构，探究具有强大内置电场和丰富表面活性位点的微晶材料的可见光驱动催化抗菌机理。CoS₂/ZnIn₂S₄二者构建较强界面耦合，有效地抑制了光生电子/空穴对的复合，驱动电子定向快速转移增强其可见光驱动抗菌效果。该研究为优化此类新型硫系抗菌材料结构设计和高效细菌灭活机理开辟了新的研究思路（论文连接：DOI: 10.1016/j.jcis.2023.09.118）。