近日，同济大学环境科学与工程学院教授凌岚团队提出了一种净化水体中有机污染物的全新解决方案，通过光催化生成自由基的选择性调控，大大提升了污染物的降解效率。相关研究在线发表于美国《国家科学院院刊》。
光催化分子氧活化技术能在太阳光作用下产生电子和空穴，并将氧气活化为具有高污染物氧化能力的活性氧物种，从而解决水体中抗生素等有机污染物的净化问题。一方面减少光生电子-空穴对之间的相互纠缠，另一方面抑制电子和空穴在传输过程中的再复合，显著提升光催化分子氧活化过程中的自由基产率，从而提升水体有机污染物的净化效率。
研究团队以碳氮材料作为研究模板，通过在该材料中同时引入氰基和钠，制得具有高电子-空穴分离能力的新型材料。氰基的引入能吸引光生空穴，从而降低了光生电子-空穴对之间的相互纽带。在氰基和钠的协同作用下，电子能快速迁移至反应位点附近。钠的加入使碳氮材料能捕获这些迁移中的电子，用于后续的氧气活化反应，从而极大程度抑制电子和空穴的复合过程。该材料展现出了97.6%的自由基选择性，对抗生素、塑化剂、农药等污染物均具有良好的去除能力。
图片来源：《国家科学院院刊》
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