将废水处理与清洁能源生产相结合，是解决环境与能源双重挑战的理想途径。光电催化（PEC）系统可以将光催化和电催化集成，利用太阳能驱动，在光阳极氧化降解有机污染物，同时在阴极将质子还原为氢气。实现这一双重功能的关键，在于光阳极的设计，它必须具备高效的可见光吸收、快速的光生电荷分离以及强大的氧化能力。TiO₂纳米管阵列是经典的PEC光阳极，但其仅吸收紫外光。Bi₂WO₆是窄带隙可见光催化剂。碳量子点（CQDs）不仅具有上转换荧光效应，能将长波长光转化为短波长光被Bi₂WO₆和TiO₂吸收，还能作为电子储存器，延缓电子-空穴复合。将这三者进行能级匹配和有序组装，构建三元光阳极，有望实现高效、全光谱的PEC降解与产氢。

  本研究通过阳极氧化、溶剂热和电沉积法，在钛基底上依次构建了TiO₂纳米管/Bi₂WO₆纳米片/CQDs的三元光阳极。在AM 1.5G模拟太阳光和+0.5V偏压下，该光阳极在120分钟内对水中左氧氟沙星（10mg/L）的降解率高达95%，矿化率超过60%。同时，在对电极（Pt）上监测到了稳定的氢气产生，其产氢速率为纯TiO₂光阳极的6倍。活性物种分析表明，空穴（h⁺）和·OH是降解抗生素的主要活性物种。而光生电子通过外电路传递至阴极，高效地将H⁺还原为H₂。CQDs的引入，不仅拓宽了光吸收范围，更作为优良的电子传输中介体，促进了电子从Bi₂WO₆向TiO₂和外电路的高效转移，是性能提升的关键因素。

  该三元光阳极在连续8个周期的“降解-产氢”循环测试中，性能保持稳定，表明其具有优良的结构和化学稳定性。这项研究成功构建了一个在可见光下，同步实现高效去除水中抗生素等高风险污染物，并将废水中的化学能和光能转化为清洁氢能的集成系统。它为未来开发自供能的、集净水和产能于一体的分布式水处理装置，提供了先进的光电极材料与系统设计范例。

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