通过Cu-N2位点和π共轭框架在COF中实现双通道电子调制，以增强含氟药物的光催化降解效果

　　高效光催化降解氟喹诺酮类药物的π-共轭Cu-N2单原子框架材料研究

　　

摘要

在温和条件下，持久性氟化药物的降解仍然是水处理领域面临的一个严峻挑战。本文报道了一种具有原子级分散的Cu-N₂配位位的π-共轭有机框架（Cu@PCT-COF），该框架能够协同利用可见光吸收和过二硫酸盐（PDS）的氧化作用，高效催化降解5-氟尿嘧啶（5-FU）。π-共轭主链与原子级分散的Cu-N₂位点的结合形成了双通道电子传输路径，显著增强了界面电荷转移并加速了活性氧（ROS）的生成。得益于这一双通道电子传输路径，Cu@PCT-COF在15分钟内实现了5-FU的100%去除率，这一效果是PCT-COF/PDS/可见光系统的4.7倍，远高于仅含有PCT-COF或PDS的系统。此外，该催化剂在各种pH值和离子条件下表现出优异的稳定性、可回收性以及良好的催化性能，并对多种污染物具有广谱降解能力。电子顺磁共振（EPR）和淬灭实验表明，^•OH和SO₄^•?是主要的活性氧种类。毒性分析及高效液相色谱-质谱（HPLC-MS/MS）研究揭示了一种通过脱氟作用引发的环裂解途径，有效降低了生态风险。这项工作提出了一种利用π电子离域效应和单原子工程实现氟化污染物高效光催化修复的新策略。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。