基于纯g-C3N4的自维持光-H2O2系统：无牺牲剂高效产过氧化氢与污染物快速降解机制

本文推荐一种纯g-C3N4微球（MCU）光催化剂，通过热聚合前驱体制备，无需牺牲剂即可建立自维持光-H2O2系统，实现653.4 μM·h?1·g?1的H2O2产率与10分钟内99.9%罗丹明B（RhB）降解。其创新性在于避免异质结结构不稳定性，通过原位激活H2O2生成·OH自由基，为绿色污染物治理提供新策略。

　　

Highlight

本研究通过氰胺、三聚氰胺、尿素和氰尿酸的热聚合成功合成纯g-C₃N₄微球（MCU）光催化剂。该体系在可见光下无需牺牲剂即可自维持运行，突破传统复合光催化剂依赖异质结的局限，兼具合成简便性与长期稳定性。MCU的H₂O₂产率高达653.4 μM·h^?1·g^?1，10分钟内降解99.9%罗丹明B（RhB），其核心机制为光生电子直接激活原位生成的H₂O₂产生强氧化性·OH自由基。

Morphological and structures analysis

扫描电镜（SEM）显示，以三聚氰胺和氰胺为前体制备的催化剂呈块状堆叠结构（图2a,b,d,e），而MCU则形成尺寸均一的微球（图2c），其超薄片层结构显著提升光电化学性能。

Conclusion

该工作为设计高效、稳定、绿色的光-H₂O₂系统提供理论依据，通过一体化H₂O₂生成与激活路径，推动无牺牲剂污染物治理技术的实际应用。