硼掺杂多孔木质素碳/铜铁层状双氢氧化物通过光催化草酸盐活化实现洛克沙胂污染治理

本研究创新性构建了硼掺杂多孔木质素碳负载铜铁层状双氢氧化物（B-PLC/CuFe LDH）光催化剂，通过硼诱导电子耦合和界面工程策略，有效解决了传统LDH体系电荷分离动力学缓慢和稳定性不足的瓶颈问题。该催化剂在可见光下通过草酸（oxalate）活化产生强氧化性自由基（·O2-和·OH），对典型有机砷污染物洛克沙胂（ROX）的降解效率达84.7%，为重金属污染治理提供了新范式。

　　

Highlight

化学试剂

本研究使用的所有化合物均为分析纯级别。木质素磺酸钠（LS）、六水合硝酸锌、草酸钠（Na₂C₂O₄）、硼酸（H₃BO₃）和尿素采购自阿拉丁化学有限公司。盐酸（HCl）、乙醇（C₂H₆O）、氢氧化钠（NaOH）、六水合硝酸锌（Zn(NO₃)₂·6H₂O）、三水合硝酸铜（Cu(NO₃)₂?3H₂O）、九水合硝酸铁（Fe(NO₃)₃?9H₂O）、洛克沙胂（ROX）、叔丁醇（TBA）和对苯醌（BQ）购自国药集团。

B-PLC/CuFe LDH复合材料的表征

B-PLC/CuFe LDH的构建过程如图1所示，其中以H₃BO₃作为硼源实现硼掺杂PLC，随后在B-PLC基底材料上生长层状CuFe LDH，最终构建出具有层状异质结构的复合材料。SEM和TEM结果清晰展示了B-PLC/CuFe LDH的结构特征：图2a和图S1展示了PLC的预期层状结构，这种多级碳框架为LDH提供了理想的生长模板。

Conclusion

通过水热共沉淀法成功合成了硼掺杂多孔木质素碳负载铜-铁层状双氢氧化物催化剂（B-PLC/CuFe LDH）。最优催化剂（B-PLC-3/CuFe LDH）具有良好的孔结构（比表面积113.34±0.12 m³/g）并呈现典型的层状堆叠结构。XPS分析和DFT计算表明，硼的引入增强了异质界面结合强度，显著提升了电子转移速率。