纤锌矿结构氧化钴：一种适用于光伏吸收层的直接带隙氧化物

摘要： 针对环境修复中过一硫酸盐（PMS）非均相活化的高效碳基纳米材料理性设计极具价值。钴氮共掺杂碳材料可协同调控碳电子结构并增强其PMS催化活性，但钴氮协同机制（尤其是钴的作用）尚不明确。本研究构建了钴氮共掺杂多孔碳（Co–N-PCs）以强化PMS活化，通过调控钴掺杂量探究其作用机制。结果表明：钴氮共掺杂产生协同效应显著提升有机污染物降解的PMS活化性能——含酚废水降解动力学常数达48.4，较单一氮/钴掺杂多孔碳提高17.6倍，且优于均相Co2?（现有最佳PMS催化剂）。随着钴氮配位位点（Co–Nx）增加，Co–N-PC催化活性显著增强，其强结合特性还能抑制钴溶出。实验与密度泛函理论（DFT）证实：该协同效应源于二者差异化作用——氮掺杂主要形成带电碳位点促进PMS吸附，而钴掺杂主要加速电子从碳向PMS转移使其解离生成硫酸根自由基。