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通過光生空穴進行可見光催化氧化反應目前發展了許多環境修復的應用。目前人們主要關注基于電子進行的光催化還原反應，但是空穴具有顯著的氧化能力，能夠降解有機污染物并且生成無毒性的副產物。隨機性的電荷轉移以及電子-空穴的快速復合阻礙長壽命空穴在反應中心的累積。

有鑒于此，新加坡國立大學Rajasekhar Balasubramanian等基于缺陷工程化構筑In單原子光催化劑，構筑的缺陷型In單原子分散在氮化碳泡沫中（命名為In-N_v-CNF），從而克服了光催化劑的空穴挑戰，有助于光催化劑的發展。

主要內容

（1）

通過氮缺陷（N_v）工程顯著提高光生空穴的壽命，增加In-N_v-CNF光生空穴的濃度，這種光催化劑比CN對比光催化劑的光氧化降解效率提高50倍。在可見光照射作用降解四環素和環丙沙星兩種常用的抗生素。In-N_v-CNF處理含有污染物的水表現毒性完全消除。

（2）

通過實驗和理論計算研究和驗證，建立了N_v缺陷和長壽命空穴積累的結構-性能關系。這項工作展示說明空穴位點能夠高效的進行光催化反應。

參考文獻

Jingjing Zhang, Xuan Yang, Guofang Xu, Biswal Basanta Kumar, Rajasekhar Balasubramanian, Accumulation of Long-Lived Photogenerated Holes at Indium Single Atom Catalysts via Two Coordinate Nitrogen Vacancy Defect Engineering for Enhanced Photocatalytic Oxidation, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202309205

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202309205