课题组在《Chemical Engineering Journal》上发表文章: Multifunctional Cu-engineered NH₂-MIL-125Ti@ZnIn₂S₄ heterojunction with dual-channel H₂O₂ activation for ultrafast water-mediated Cr(VI) photoreduction.

六价铬（Cr(VI)）是一种极具毒性的环境污染物，由于其电荷迅速重组以及电子利用率有限，对传统的光催化还原法构成了巨大挑战。本研究引入了一种具有开创性的 Cu 工程化的 NH₂-MIL-125Ti@ZnIn₂S₄（Cu/NML@ZIS）异质结构，它通过水介导的自由基激活途径实现了对超快六价铬的解毒。通过在异质结界面整合多功能 Cu 物质（纳米颗粒（Cu NPs）、Cu⁺ 和 Cu²⁺），该催化剂实现了双通道 H₂O₂ 生成（在纯水中为 1024.7 μmol g⁻¹ L⁻¹，比原始成分分别提高了 13 倍和 12.2 倍）以及其在原位转化为活性·O²⁻自由基的过程，通过 Cu⁺/Cu²⁺ 的氧化还原循环实现。Cu 纳米颗粒充当电子桥，加速界面电荷转移并抑制重组，同时 DFT 计算揭示了 O₂ 活化和 H₂O₂ 生成的能垒降低。令人瞩目的是，优化后的 Cu0.05/NML@ZIS-100 在 2 分钟内实现了 99.1%的六价铬还原（反应速率常数：2.07 min⁻¹，比原始 NML 快 207 倍）。技术经济分析和生命周期分析进一步表明，这种原位处理策略具有经济可行性（成本降低 36.3%）和环境效益（每千克过氧化氢产生 0.088 千克二氧化碳）。这项工作不仅为设计多功能异质结提供了机制性的蓝图，还填补了实验室创新与可持续工业水修复之间的差距。