江苏大学王帅军、安徽农业大学李斌、阿德莱德大学张金强CEJ综述：氮化碳基单原子的微环境调控及光催化去除水体污染物应用

‘’

I. 除了传统的制备单原子修饰氮化碳的方法，一些新方法可为单原子催化剂的精准设计及新催化剂的开发提供借鉴。例如， 3D 打印方法可以批量合成具有特定结构的单原子催化剂。而且， 3D 打印还可以用来设计精密的光催化反应器，提升光的散射和吸收性能 。

II. 目前单原子催化剂的筛选方法主要依赖于人类实验的尝试，费时费力。将单原子设计于人工智能结合，可大幅提升数据的处理能力，促进新型单原子催化剂的开发。

III. 目前证明单原子最直接的方法是球差电镜和同步辐射，但这些表征只能监测到催化剂的静态状态。为了加深对单原子催化剂的分子层面的深刻认知和反应机理认识，需要采用原位表征监测光催化剂的动态状态的演变。

IV. 尽管通过单金属修饰、配位环境调控、缺陷调控、层间配位调控、杂原子掺杂和金属簇调控可以实现对单原子 / 氮化碳催化剂的微环境调控，但单原子容易团聚，使得在控制单原子催化剂微环境的过程中，实现精准调控单原子的活性位点具有很大挑战。

V. 单原子 / 氮化碳催化剂在降解水体污染物过程中，产生的 ROS 量很少，使得降解水体污染物的效率降低。因此，可将单原子 / 氮化碳体系和膜技术， Fenton 氧化和电催化技术相结合，提升整体的水处理效率。

VI. 在大部分的单原子 / 氮化碳光催化体系中， ∙O ₂ ^－ 和空穴通常是降解污染物的主要的 ROS ，而 ¹ O ₂ 很少被报道。在一些工作中，未发现 ¹ O ₂ 的原因是由于在淬灭实验中没有对 ¹ O ₂ 进行检测，因此急需对 ROS 检测实验进行标准化设计。

‘’

文献信息

S. Wang, Y. Dong, Y. Fu, B. Li, J. Zhang, Microenvironment engineering in carbon nitride supported metal single atoms for solar driven aqueous pollutant removal, Chemical Engineering Journal 504 (2025) 158759. 。

文章链接： https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158759

往期推荐