华北电力大学/广东医科大学Advanced Science：分级多孔氮掺杂碳材料及其高效催化还原Cr(VI)

本文针对工业废水中高毒性Cr(VI)污染问题，开发了一种新型分级多孔氮掺杂碳材料（d-PNC）。研究通过离子液体辅助热解ZIF-8前驱体的策略，构建了兼具高导电性和分级孔道结构的催化剂。系统表征表明，材料在1100℃热解温度下形成多晶石墨结构，具有1636.90 m²/g的高比表面积和均匀分布的活性位点。性能测试显示，该材料在草酸协同作用下可在2分钟内完全还原Cr(VI)，容量达333.3 mg/g。理论计算揭示了缺陷碳与石墨氮（N3）的协同作用能显著降低反应能垒（0.295 eV），自由基捕获实验证实·OH与·CO₂⁻在电子传递中起关键作用。该研究为重金属污染治理提供了高效稳定的新型碳基催化剂设计思路。