Stable Cu (I) single copper atoms supported on porous carbon nitride nanosheets for efficient photocatalytic degradation of antibiotics
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Exploration of stable metal single‐site supported porous graphitic carbon nitride (PCN) nanostructures and the development of maximum atom utilization for enhanced photocatalytic oxidation of antibiotics remains a challenge in current research. This work proposed a one‐step thermal copolymerization to obtain Cu (I) doping porous carbon nitride (CUCN) through a spontaneously reducing atmosphere by urea in a covered crucible. The obtained CUCN had crumpled ultrathin nanosheets and mesoporous structures, which possessed higher specific surface areas than PCN. From X‐ray absorption near edge structure (XANES) and Fourier transform extended X‐ray absorption fine structure (FT‐EXAFS) spectra analysis, the Cu doping existed in the oxidation state of Cu (I) as single atoms anchored on the 2D layers of CN through two N neighbors, thereby facilitating efficient pathways for the transfer of photoexcited charge carriers. Furthermore, the photoluminescence (PL) spectra, electrochemical impedance spectra (EIS) and transient photocurrent response test proved the improved separation and transfer of photoexcited charge carriers for Cu (I) introduction. Consequently, the photocatalytic activity of CUCN was much better than that of PCN for antibiotics norfloxacin (NOR), with 4.7‐fold higher degradation reaction rate constants. From species‐trapping experiments and density function theory (DFT) calculations, the Cu single atoms in Cu–N 2 served as catalytic sites that could accelerate charge transfer and facilitate the adsorption of molecular oxygen to produce active species. The stable Cu (I) embedded in the layer structure led to the excellent recycling test and remained stable after four runs of degradation and even thermal regenerated treatment. The degradation paths of NOR by CUCN under visible light were also demonstrated. Our work sheds light on a sustainable and practical approach for achieving stable metal single‐atom doping and enhancing photocatalytic degradation of aqueous pollutants.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».