用光分解水中难降解污染物的新材料 ^{CEFR B2}

材料科学家开发出一种由共价有机框架（COFs）与二维六方氮化硼（hBN）组成的新型光催化表面，旨在用光能分解水中多种难以处理的污染物。COFs 具有多孔结构和高比表面积，利于光驱动反应；当光照射到 COF 时，部分电子被激发并离开，留下空穴。电子与空穴的有效分离可以驱动降解污染物的化学反应。

莱斯大学团队在 hBN 薄膜上直接生长 COF，形成混合表面。研究人员通过缺陷工程在 hBN 上刻蚀出微小划痕，使 COF 在这些位置锚定并生长，进而在两种材料的界面上引导受光激发的电子和空穴朝不同方向移动，产生净化效果。博士后研究员朱一帆（Yifan Zhu）指出，一起生长的材料形成连通结构，电荷可以容易传输而不被困住，而且该方案不依赖可能危害环境的金属。

为评估实际性能，团队在模拟水处理设施的垂直与水平流动反应器中进行了测试。材料在多次净化循环后保持了结构和稳定性，能处理包括所谓“永久化学品”PFAS 在内的多种污染物。通讯作者周俊（Jun Lou）表示，这表明一种单一的无金属材料就能处理多种难以去除的污染物，有助于实现实用的、低成本的清洁水解决方案。

该研究由莱斯大学和佛罗里达大学等单位的研究人员完成，研究得到以下机构资助：

• National Science Foundation
• Air Force Research Laboratory RISING Center at Rice
• Welch Foundation

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