莱斯大学的科研团队与合作者开发了一种新型光催化材料,该材料能利用光能有效分解水体中的多种污染物,包括备受关注的全氟烷基物质(PFAS)。这项研究成果发表于《今日材料》期刊。
该材料是一种由共价有机框架(COF)与二维六方氮化硼(hBN)薄膜结合形成的复合结构。研究的关键在于通过缺陷工程技术,在hBN表面蚀刻出微小的“划痕”作为锚定点,使COF材料得以在其上直接生长,形成稳固的异质结。该研究第一作者、博士后研究员朱一凡表示:“我们以一种全新的方式将两种安全轻质材料结合起来,构建了一种高效的抗污染表面,它作用迅速,可有效去除多种污染物,而且不依赖于可能危害环境的金属。”
这种复合结构增强了光生电荷的分离与迁移效率。当光线照射时,材料内部产生的电子和空穴能更有效地定向移动,从而驱动氧化还原反应,分解水中的有机污染物。研究团队在模拟实际水处理环境的流动反应器中对材料进行了测试。实验结果显示,该光催化材料对药物残留、染料及全氟烷基物质等多种污染物均展现出良好的降解能力,且在多次循环使用后性能保持稳定。
研究通讯作者、材料科学与纳米工程教授Jun Lou指出:“这些发现表明,一种不含金属的单一材料就能有效去除多种难以去除的污染物。这使我们离实现切实可行、低成本的净水解决方案更近了一步。”此项工作为开发高效、稳定且环境友好的水体净化技术提供了新的思路,特别是在处理诸如全氟烷基物质这类难降解污染物方面展示了潜力。
更多信息: 作者:Yifan Zhu 等人,标题:《共价有机框架/六方氮化硼异质结构光催化剂用于高效降解新兴污染物》,发表于:《今日材料》 (Materials Today ) (2025)。期刊信息: Materials Today












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