通过在碳表面共掺杂氮（N）和硼（B）来调节电子分布，从而提高催化臭氧化性能，实现高效净化

《Environmental Science & Technology》：Modulating Electron Distribution by Codoping N and B on Carbon Surface to Enhance Catalytic Ozonation Performance for Efficient Decontamination

　　碳基催化剂氮硼共掺杂负载γ-Al?O?显著提升催化臭氧化效率，降解率较单一掺杂提高6.19-6.93倍，机制涉及表面极化及自由基生成增强，并验证了其在实际废水中的稳定性。

　　

由于成本效益较高，碳基催化剂已被广泛用于催化臭氧化过程。然而，由于原始催化剂表面的活性位点有限，碳基催化剂的臭氧化去除效率较低。本文通过富电子氮（N）和缺电子硼（B）的共掺杂，制备了一种涂覆在γ-Al₂O₃上的碳基催化剂，该催化剂表现出优异的协同效应。值得注意的是，经过B和N共掺杂的碳涂层γ-Al₂O₃（BNC/γ-Al₂O₃）对阿特拉津（ATZ）的降解反应速率为0.29 min^–1，分别比纯碳涂层γ-Al₂O₃、N掺杂碳涂层γ-Al₂O₃和B掺杂碳涂层γ-Al₂O₃的反应速率高6.19倍、6.93倍和4.48倍。机理研究表明，N掺杂通过增加表面电负性增强了sp²碳晶格的活性，而B掺杂引入了未配对电子和活性?O–B–O–基团。这两种元素的共掺杂协同增强了表面极化作用，重塑了电子分布并降低了自由基生成的能垒，从而加速了微污染物的降解。此外，BNC/γ-Al₂O₃催化剂具有出色的稳定性，在实际废水处理中具有巨大应用潜力。本研究为设计双杂原子掺杂的碳基催化剂提供了基于机理的策略，为基于臭氧化的高级氧化过程在微污染物去除中的应用开辟了新的途径。