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为解决染料污染及植物毒性问题，研究人员开展 Ni???Mn?Co???Fe?O?/g-C?N?复合材料研究。通过共沉淀和超声法制备材料，发现其降解结晶紫染料效率高，处理后染料植物毒性显著降低，为光催化应用提供新方向。
随着工业发展，染料污染成为全球水环境治理的棘手难题。大量含有 Crystal Violet（CV）等有毒染料的废水排入自然水体，不仅破坏生态平衡，其潜在的植物毒性还会通过食物链威胁生物健康。传统水处理技术在高效降解有机污染物和降低环境风险方面存在局限性，开发高效、环保且能利用太阳能的光催化材料成为迫切需求。在此背景下，研究人员聚焦于新型光催化复合材料的设计与性能探究，试图通过材料结构优化提升对染料的降解效率，并评估其处理后废水的植物安全性。
为攻克上述难题，相关研究人员开展了 Ni???Mn?Co???Fe?O?/g-C?N?（NCMF/GCN）复合材料的研究，该研究成果发表在《Environmental Technology》。
研究人员采用共沉淀法合成 Ni???Mn?Co???Fe?O?纳米颗粒，通过尿素高温煅烧制备 g-C?N?，再经物理混合和超声处理得到 NCMF/GCN 复合材料。利用 X 射线衍射（XRD）、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等表征手段分析材料结构，通过铁电性能测试、介电性能测试、光致发光（PL）分析及紫外 - 可见光谱（UV-vis）等评估材料性能，并以 CV 染料为模型污染物，考察其在太阳能下的光催化降解效率及植物毒性。
结构与性能表征
XRD 分析表明，Ni???Mn?Co???Fe?O?/g-C?N?呈现面心立方晶体结构，颗粒尺寸在 28-35 nm 之间。随着 Mn 和 Fe 掺杂量增加，晶格参数增大，结晶尺寸减小，这与 Fe3?（0.64 ?）、Mn2?（0.78 ?）与 Ni2?（0.72 ?）、Co2?（0.54 ?）的离子半径差异导致的晶格畸变有关。拉曼光谱中 Eg、F2g 和 A1g 振动模式的存在证实了 Ni-Co-O 键的形成，而 g-C?N?的 D 带和 G 带特征峰表明其成功复合。FT-IR 光谱中 M-O 键（M=Mn, Co, Ni）和 C-N 键的特征吸收峰进一步验证了复合材料的结构。
铁电与介电性能
铁电性能测试显示，高掺杂量的 NCMF3/GCN（x,y=0.25）饱和极化强度（Ps）达 7.72×10?3 μC/cm2，矫顽场（Ec）为 12.25 kV/cm，剩余极化强度（Pr）为 7.6×10?3 μC/cm2。介电常数随频率升高而降低，高掺杂样品因氧空位和电子跳跃效应表现出更高介电常数。介电损耗和切线损耗随频率增加而减小，表明材料在高频下能量损耗低，适合高频电子器件应用。
光学与光催化性能
UV-vis 光谱显示，掺杂和复合使材料带隙从 1.62 eV 降至 1.16 eV，增强了可见光吸收能力。PL 分析表明，NCMF3/GCN 的光生电子 - 空穴对复合率低，电荷分离效率高。在太阳能照射下，NCMF3/GCN 对 CV 染料的降解率达 92%，显著高于未掺杂的 NiCo?O?/g-C?N?（43%）。自由基捕获实验证实，?OH 是主要活性物种，其降解机制涉及光生电子转移至 g-C?N?，空穴氧化水生成?OH，进而氧化分解染料分子。
可回收性与植物毒性
循环降解实验表明，NCMF3/GCN 经 5 次循环后降解效率略有下降，主要归因于催化剂损失和颗粒团聚。植物毒性评估显示，未经处理的 CV 染料溶液导致玉米种子发芽率仅 28.6%，根长和芽长分别为 1.97 cm 和 3.14 cm；而处理后的染料溶液发芽率提升至 85%，根长和芽长接近空白对照组，证实该复合材料能有效降低染料的植物毒性。
该研究成功开发了一种高效的 Ni???Mn?Co???Fe?O?/g-C?N?光催化复合材料，其优异的光催化性能源于掺杂引起的结构优化和 g-C?N?的电荷分离能力。该材料在太阳能驱动下实现染料高效降解和毒性降低，为工业废水处理提供了经济、环保的新策略，在环境污染治理领域具有重要应用潜力。研究结果不仅拓展了多金属氧化物 / 碳基复合材料的光催化应用，也为设计高性能环境治理材料提供了理论和实验依据。
