光催化技术是一种绿色环保的技术过硫酸盐，但是其电子-空穴易复合、产生活性自由基寿命较短、反应速率较慢等问题制约了其发展。过硫酸盐能够利用半导体光催化反应中导带中自由电子，被活化成为硫酸根自由基（SO4·-），不仅可以增强光催化反应电子-空穴分离效率，同时可协同羟基自由基（HO·）、超氧自由基等提高污染物的去除能力。因此，有必要开展高效的过硫酸盐强化光催化材料的设计与应用研究。最近，环境催化领域国际著名期刊Applied Catalysis B：Environmental在线发表了南京师范大学环境学院杨绍贵教授-何欢教授课题组关于光催化/过硫酸盐活化联合系统降解水中碘海醇的研究进展。
论文报道了在已有Co3O4/Bi2O2CO3光催化材料研究的基础上，研究团队构建了一种双效催化剂Co3O4/g-C3N4/Bi2O2CO3在模拟太阳光和过硫酸盐条件下（BCCN/Light/PS），降解水中新污染物碘海醇（IOH）。g-C3N4的加入可以使得光催化技术和过硫酸盐活化技术两种高级氧化技术协同降解IOH。通过密度泛函理论计算、莫特肖特基曲线和紫外漫反射的手段确定材料能带结构和电子转移方向，g-C3N4的CB带在-1.05 V。较低的导带使得三相材料能够产生O2·-，弥补了Co3O4/Bi2O2CO3无法产生O2·-的缺点。同时，g-C3N4的CB能够为PS活化提供电子，产生SO4·-，从而加速IOH的去除。通过活性自由基捕获实验和电子顺磁共振技术测定体系活性物种，O2·-和1O2为主要活性物种，SO4·-、O2·-以及OH·在其中担任着促进1O2产生的重要作用。20 mg/L IOH 在BCCN/Light/PS系统中过硫酸盐， 60 min降解率为94%。液相质谱和量子化学计算推测IOH的降解路径，IOH最终被分解为开环的小分子物质。因此，BCCN/Light/PS的设计策略和活性物种的详细表征推测可以为促进光催化降解能力提供新的方法。
该研究得到了国家自然科学基金（Grant 21777067、51908293）、江苏省重点研究和发展计划（BE2019679）和水体污染控制与治理科技重大专项（No.2017ZX07202004）的资助。
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