💡这项突破是什么?
近日，我校化学化工学院贾鑫教授团队在光催化农药污染物绿色去除方面取得重大研究进展，相关成果以石河子大学为第一通讯单位在国际顶级学术期刊《Nature Communications》（中科院一区TOP期刊，IF = 15.7）上发表题为“Facilitating carrier kinetics in ultrathin porous carbon nitride through shear-repair strategy for peroxymonosulfate-assisted water purification”（DOI:10.1038/s41467-025-61185-3）（通过剪切-修复策略促进超薄多孔氮化碳中的载流子动力学用于过硫酸盐辅助的水净化）的学术论文。此项研究实现了石河子大学在《Nature》旗下子刊发文的历史性突破，标志着我校在农业化学品及功能材料工程方向的国际影响力进一步提升。
农药的大量使用在促进农业快速发展的同时也不可避免对人类健康和生态环境带来了潜在威胁。超薄多孔氮化碳（g-C3N4）因其独特的优势在过硫酸盐辅助的农药污染物的绿色去除方面显示出巨大的应用前景。然而，很少有人关注这样一个事实，即通过设计超薄多孔g-C3N4纳米片来扩大比表面积会严重加剧分子链的不完全聚合，导致载体动力学行为迟缓，从而减缓催化性能。针对这一挑战，贾鑫团队开发了一种通用的剪切和修复工程，合成了具有高比表面积和高度聚合分子链的超薄多孔g-C3N4纳米片，加速了g-C3N4中激子解离并提高了载流子分离效率。基于系统的原位光谱表征与密度泛函理论计算，发现富电子污染物和缺电子过硫酸盐之间的电势差在g-C3N4表面诱导产生了微电场，这进一步促进了光生载流子的空间分离，同时有效地活化过硫酸盐以可持续地产生1O2，即使在各种恶劣的环境条件下也能高效地降解和矿化各种持久性污染物。此外，在户外真实的阳光照射下，该材料在定制的连续流动装置中稳定运行20天，始终保持接近100%的污染物去除效率。这项工作启发了光电聚合物材料的合理设计，为可持续农药污染物绿色去除的规模化应用做出了贡献。
图1：（a）光催化剂合成路线示意图；（b）激子结合能；（c，d）飞秒瞬态吸收光谱；（e）吡虫啉降解性能；（f）TOC去除率；（g-h）室外连续流动反应器；（i）PMS利用率；（j）EPR谱；（k）分别添加PMS和吡虫啉后的光电流变化；（l）电子转移途径。
我校硕士研究生刘浩和杨斌副教授为论文共同第一作者，通讯作者为化学化工学院贾鑫教授、杨斌副教授和郑州大学李俊副教授。
（图文：贾鑫 杨斌，初审：张海洋，复审：刘平，终审：徐炜杰）
