Small：0D/3D Cu-FeOOH/TCN光催化剂有效去除有机染料

石墨相氮化碳（g-C₃N₄）因其无毒性、显著的物理化学稳定性和可见光响应而受到广泛关注，但原始的g-C₃N₄受到快速光生载流子复合和不利的比表面积的影响，严重限制了其催化性能。

基于此，齐齐哈尔大学李金龙教授、郭东轩教授和隋国哲副教授（共同通讯作者）等人报道了通过在一步煅烧制备的3D双层多孔管状g-C₃N₄（TCN）上组装无定形Cu-FeOOH簇，将0D/3D Cu-FeOOH/TCN复合材料作为非均相Fenton光催化剂。

其中，Cu-FeOOH/TCN复合材料在光Fenton反应系统中对甲基橙（MO）（40 mg L⁻¹）的去除效率高达97.8%，矿化率为85.5%，一级速率常数k=0.0507 min⁻¹，高于FeOOH/TCN（k=0.0047 min⁻¹）和TCN（k=0.0024 min⁻¹）。

作者利用DFT计算分别研究了2-Cu-FeOOH/TCN和FeOOH/TCN中H₂O₂在Cu和Fe位点上的吸附能。吸附能越负，对H₂O₂的吸附能力越强。2-Cu-FeOOH/TCN上H₂O₂在Fe位点上的吸附能低于FeOOH/TCN，表明Cu的引入可以增强H₂O₂的吸附能力。

因此，快速光生电荷分离、定向电子转移和H₂O₂的强吸附等多重协同作用有助于催化活性的增强。

此外，作者提出了MO在Cu-FeOOH/TCN光-Fenton体系中可能的降解机理，首先，TCN在可见光照射下产生电子和空穴，光电子迅速向Cu-FeOOH团簇转移，参与了Fe³⁺→Fe²⁺和Cu²⁺→Cu⁺的转换过程，有效抑制了光生电子-空穴复合。

同时，Fe³⁺/Fe²⁺和Cu²⁺/Cu⁺对的存在可以从H₂O₂中提供大量的羟基自由基（•OH），有助于MO的降解和矿化。需注意，Cu²⁺/Cu⁺不仅作为生成•OH的反应位点，而且有效地增强了Fe³⁺/Fe²⁺循环，维持了体系中充足的Fe²⁺，从而促进了MO降解快速生成高活性•OH。

Double-Shelled Porous g-C₃N₄ Nanotubes Modified with Amorphous Cu-Doped FeOOH Nanoclusters as 0D/3D Non-Homogeneous Photo-Fenton Catalysts for Effective Removal of Organic Dyes. Small, 2023, DOI: 10.1002/smll.202208232.

https://doi.org/10.1002/smll.202208232.

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