新聞網(wǎng)訊 近日，物理科學學院龍云澤、張俊課題組在Nature旗下刊物npj Clean Water（2025,8:58）上發(fā)表了題為“Enhanced spin polarization in GQDs/TiO2fibers via magnetic field and oxygen vacancies for photocatalysis”（通過磁場和氧空位增強石墨烯量子點/二氧化鈦纖維中的自旋極化用于光催化）的研究論文。論文第一作者是碩士研究生孫玉澤和博士研究生劉進華，通訊作者是物理科學學院張俊副教授和龍云澤教授。
工業(yè)化和城市化的迅速發(fā)展導致有機染料水污染成為全球性問題。傳統(tǒng)的廢水處理方法，如生物處理和化學氧化，雖然應(yīng)用廣泛，但在降解有機染料方面卻面臨著效率低下、成本高昂以及可能產(chǎn)生二次污染等挑戰(zhàn)。光催化因其低成本、操作簡單且無二次污染等優(yōu)勢在環(huán)境修復應(yīng)用中具有巨大的潛力，但是光催化劑在實際應(yīng)用中常因量子效率低和光生電子-空穴對快速復合而受到限制，這對提高電子利用率以增強光催化活性提出了挑戰(zhàn)。
針對這一問題，該論文以亞甲基藍作為光催化污染物模型，通過在石墨烯量子點/二氧化鈦（GQDs/TiO2）復合纖維光催化劑中引入氧空位誘導自旋極化，并與外磁場（1~5 T）協(xié)同作用，共同促進污染物降解（降解率提高了52.44%）。磁場作為一種非接觸式驅(qū)動力，可以在不直接影響光催化劑材料表面的情況下進一步促進載流子分離，延長載流子壽命，實現(xiàn)性能調(diào)控。該研究不僅揭示了磁場對光催化的增強效應(yīng)，還為通過自旋調(diào)控優(yōu)化光催化系統(tǒng)提供了新途徑，對環(huán)境修復應(yīng)用具有重要意義。
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