近日，石河子大學(xué)賈鑫教授團(tuán)隊(duì)在Nature Communications上發(fā)表題為“Facilitating carrier kinetics in ultrathin porous carbon nitride through shear-repair strategy for peroxymonosulfate-assisted water purification”的研究成果，在光催化農(nóng)藥污染物綠色去除方面取得重大研究進(jìn)展，石河子大學(xué)為第一通訊單位。該研究實(shí)現(xiàn)了石河子大學(xué)在Nature子刊發(fā)文的歷史性突破。石河子大學(xué)碩士研究生劉浩和楊斌副教授為論文共同第一作者，通訊作者為賈鑫教授、楊斌副教授和鄭州大學(xué)李俊副教授。

農(nóng)藥的大量使用在促進(jìn)農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)也不可避免地對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來了潛在威脅。超薄多孔氮化碳（g-C3N4）因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在過硫酸鹽輔助的農(nóng)藥污染物的綠色去除方面顯示出巨大的應(yīng)用前景。然而，通過設(shè)計(jì)超薄多孔g-C3N4納米片來擴(kuò)大比表面積會(huì)嚴(yán)重加劇分子鏈的不完全聚合，導(dǎo)致載體動(dòng)力學(xué)行為遲緩，從而減緩催化性能。石河子大學(xué)賈鑫團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種通用的剪切和修復(fù)工程，合成了具有高比表面積和高度聚合分子鏈的超薄多孔g-C3N4納米片，加速了g-C3N4中激子解離并提高了載流子分離效率。基于系統(tǒng)的原位光譜表征與密度泛函理論計(jì)算，發(fā)現(xiàn)富電子污染物和缺電子過硫酸鹽之間的電勢(shì)差在g-C3N4表面誘導(dǎo)產(chǎn)生了微電場(chǎng)，這進(jìn)一步促進(jìn)了光生載流子的空間分離，同時(shí)有效地活化過硫酸鹽以可持續(xù)地產(chǎn)生1O2，能夠高效地降解和礦化各種持久性污染物。在陽光照射下，該材料在定制的連續(xù)流動(dòng)裝置中穩(wěn)定運(yùn)行20天，始終保持接近100%的污染物去除效率。