磷酸根通过自调节氧空位促进过氧化氢光催化生成及其环境修复应用

《Separation and Purification Technology》：Oxygen vacancies self-modulating through phosphate to boost photocatalytic H 2O 2 generation

本文揭示了天然水体中普遍存在的磷酸根对氧空位（OVs）光催化生成H2O2过程的调控机制。研究发现磷酸根可与OVs位点的Bi形成配位复合物，改变局部电子结构，将H2O2生成途径从两步单电子还原转变为一步两电子还原，显著提升H2O2产率（达10.81 mmol/g），为实际水体污染治理提供了新策略。

　　

¹化学试剂与材料

实验所用五水合硝酸铋（Bi(NO₃)₃·5H₂O）、六水合三氯化铁（FeCl₃·6H₂O）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、2-氨基对苯二甲酸（NH₂-BDC）等试剂均购自国药集团。研究中涉及的磺胺甲噁唑（SMX）、氧氟沙星（OFL）等新兴污染物标准品纯度均符合分析要求。

²光催化H₂O₂生成性能研究

有趣的是，磷酸根的引入让BFOVs的光催化性能实现了飞跃！如图1a所示，无磷酸盐时H₂O₂产量为5.64 mmol/g，而添加磷酸盐（P/BFOVs质量比0.2）后产量飙升至10.81 mmol/g，提升幅度达1.91倍。这充分说明磷酸根就像神奇的"性能放大器"，显著优化了氧空位的光催化活性。

结论

本研究揭示了磷酸根通过调控氧空位促进光催化H₂O₂生成的分子机制。磷酸根与OVs位点的Bi形成配位复合物，如同给催化剂装上了"电子加速器"，将H₂O₂生成路径从两步单电子还原巧妙转变为更高效的一步两电子途径，为实际水体净化提供了新思路。