近日，石河子大学贾鑫教授团队在Nature Communications上发表题为“Facilitating carrier kinetics in ultrathin porous carbon nitride through shear-repair strategy for peroxymonosulfate-assisted water purification”的研究成果，在光催化农药污染物绿色去除方面取得重大研究进展，石河子大学为第一通讯单位。该研究实现了石河子大学在Nature子刊发文的历史性突破。石河子大学硕士研究生刘浩和杨斌副教授为论文共同第一作者，通讯作者为贾鑫教授、杨斌副教授和郑州大学李俊副教授。
农药的大量使用在促进农业快速发展的同时也不可避免地对人类健康和生态环境带来了潜在威胁。超薄多孔氮化碳（g-C3N4）因其独特的优势在过硫酸盐辅助的农药污染物的绿色去除方面显示出巨大的应用前景。然而，通过设计超薄多孔g-C3N4纳米片来扩大比表面积会严重加剧分子链的不完全聚合，导致载体动力学行为迟缓，从而减缓催化性能。石河子大学贾鑫团队开发了一种通用的剪切和修复工程，合成了具有高比表面积和高度聚合分子链的超薄多孔g-C3N4纳米片，加速了g-C3N4中激子解离并提高了载流子分离效率。基于系统的原位光谱表征与密度泛函理论计算，发现富电子污染物和缺电子过硫酸盐之间的电势差在g-C3N4表面诱导产生了微电场，这进一步促进了光生载流子的空间分离，同时有效地活化过硫酸盐以可持续地产生1O2，能够高效地降解和矿化各种持久性污染物。在阳光照射下，该材料在定制的连续流动装置中稳定运行20天，始终保持接近100%的污染物去除效率。