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用光分解水中难降解污染物的新材料 — 等级 B1 — clear glass contanier

用光分解水中难降解污染物的新材料CEFR B1

2025年12月24日

改编自 Silvia Cernea Clark-Rice, Futurity CC BY 4.0

照片: Will Cook, Unsplash

等级 B1 – 中级
3 分钟
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研究人员将共价有机框架(COFs)与一层二维六方氮化硼(hBN)结合,制成一种光催化表面。COFs 本身多孔、比表面积大,能在光照下产生电子和空穴。电子与空穴的分离为驱动分解污染物的化学反应提供了条件。

莱斯大学团队直接在 hBN 薄膜上生长 COF,形成混合表面。他们通过缺陷工程在 hBN 上刻出微小划痕,使 COF 能锚定并生长。两种材料的界面能把受光激发的电子和空穴引导到不同方向,从而增强净化效果。

研究人员在垂直和水平流动反应器中模拟水处理装置进行测试。材料在多次净化循环中表现稳定,保持了结构完整性。论文作者指出,这是一种无金属的材料方案,可能更适合低成本的清洁水处理应用。参与研究的还有其他大学人员,研究得到多个基金资助。

难词

  • 共价有机框架由有机分子通过共价键组成的多孔材料
  • 六方氮化硼一种层状的无机氮化物材料
  • 光催化用光来促进化学反应的过程
    光催化表面
  • 缺陷工程通过制造缺陷改变材料性能的方法
  • 锚定使物质固定在表面或位置上
  • 空穴电子离开后留下的带正电空位

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讨论问题

  • 你认为无金属的材料方案在实际水处理里有哪些优势和可能的缺点?
  • 如果要把这种材料放入家庭净水器,你觉得最重要要解决的实际问题是什么?
  • 用简单的话向朋友解释“界面将电子和空穴引导到不同方向”这句话的意思。

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