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高級氧化工藝（Advanced Oxidation Process, AOPs）是一種有效的有機廢水處理技術(shù)。光催化因其對有機污染物的氧化破壞而備受關(guān)注，具有潛在的太陽能應(yīng)用前景。作為一種無金屬且可持續(xù)的光催化劑，氮化碳（CN）因其易于合成和高化學(xué)可調(diào)性而具有吸引力。然而，光生電子和空穴的嚴重復(fù)合限制了降解性能和穩(wěn)定性，遠不能滿足工業(yè)需求。同時，很少有關(guān)于設(shè)計用于使用CN光催化劑有效降解有機污染物的連續(xù)流動裝置的報道。

基于此，清華大學(xué)朱永法教授和Qixin Zhou等人報道了一種具有三個結(jié)晶水平（Tri-crystallinity，三結(jié)晶度）的同質(zhì)結(jié)氮化碳（CN）光催化劑，以增強有機污染物的降解活性。

Appl. Catal. B.：不同結(jié)晶度CN同質(zhì)結(jié)誘導(dǎo)的增強界面內(nèi)電場有效降解有機污染物

研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)晶度（crystallinity）的增加導(dǎo)致費米能級和能帶位置降低。這種差異在界面處構(gòu)造了一個內(nèi)部電場（internal electric field, IEF），其結(jié)晶度方向從較低到較高。對比傳統(tǒng)的單界面，三結(jié)晶的多接觸界面增強了界面IEF兩倍。界面IEF改善了電荷分離和轉(zhuǎn)移，三結(jié)晶CN對抗生素的降解至少是初級CN的20倍。

機理研究發(fā)現(xiàn)，IEF作為光生載流子遷移的驅(qū)動力，有效地抑制了電荷復(fù)合。其次是活性氧和空穴增加，導(dǎo)致降解活性增強。此外，在連續(xù)流動反應(yīng)器中負載在無紡布上的三結(jié)晶CN在上午11：00至下午3：00的流速為14.2 L h^-1 m^-2時實現(xiàn)了91.0%的有機廢水凈化。該工作為設(shè)計未來高效光催化劑的界面IEF提供了一種策略。

Efficient Degradation of Organic Pollutants by Enhanced Interfacial Internal Electric Field Induced via Various Crystallinity Carbon Nitride Homojunction. Appl. Catal. B Environ., 2022, DOI: 10.1016/j.apcatb.2022.121388.

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