水蒸气插层剥离法制备高量子产率氮化碳量子点及其高效降解盐酸四环素研究

研究人员针对块体石墨相氮化碳(g-C3N4)载流子传输效率低、光生电子-空穴对复合率高等问题，创新性地采用水蒸气插层-剥离法在高温聚合过程中制备氮化碳量子点(CNQDs)。所得CNQDs量子产率高达49.8%，带隙降低且具有pH依赖性，对盐酸四环素(TCH)的光降解活性达到g-C3N4的2.7倍，为抗生素污染治理提供了新思路。

　　

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)在解决能源短缺和维护水生态系统稳定方面展现出巨大潜力，但块体材料因载流子传输效率低下和光生电子-空穴对的高复合率导致催化性能平庸。这项研究独辟蹊径，在g-C₃N₄高温热聚合过程中引入水蒸气插层-剥离技术，成功制备出性能优异的氮化碳量子点(CNQDs)。

这些直径仅纳米级的量子点不仅拥有49.8%的超高量子产率，其带隙结构也得到显著优化。奥秘在于水蒸气处理过程中形成的结构氮缺陷和含氧官能团掺杂，如同给量子点装上了"电子高速公路"，大幅提升了电荷转移效率和光氧化能力。其中最优异的CNQDs-650样品表现尤为亮眼，对盐酸四环素(TCH)的降解效率达到块体g-C₃N₄的2.7倍。

研究还像侦探破案般解析了TCH的光降解路径，通过鉴定中间产物揭示了完整的降解机制。这项研究不仅为制备高性能CNQDs开辟了新途径，更为解决抗生素污染这一重大环境问题提供了有力武器。