EEM | 齐鲁工业大学许崇庆 ＆ 北京林业大学王辉：Cu单原子与碳空位协同增强g-C₃N₄光催化去除抗生素微污染物

背景：水生态系统中抗生素微污染物如四环素等对生态环境和人类健康构成严重威胁，传统污水处理工艺难以有效去除，可见光驱动的光催化技术因其环保优势受到广泛关注，但传统g-C₃N₄材料存在光生载流子复合率高等问题。研究目的：本研究旨在通过盐酸酸化刻蚀构建富含碳空位的ag-C₃N₄，并锚定Cu单原子形成Cu/ag-C₃N₄光催化剂，以增强对四环素等抗生素微污染物的光催化降解性能。结论：Cu/ag-C₃N₄光催化剂在60分钟内几乎完全去除10 μM的四环素，性能显著优于对比材料；实验与DFT计算证实Cu单原子锚定于碳空位形成稳定的CuN₃配位结构，碳空位提供富电子区域和锚定位点，Cu单原子调节表面电荷分布，两者协同促进电荷分离、增强光吸收并生成活性自由基，主要活性物种为O₂⁻·和¹O₂。