原位氮掺杂酚醛树脂基碳纳米球作为高效过一硫酸盐活化剂用于双酚A降解

本研究通过St?ber法原位合成氮掺杂碳纳米球(NCS)，系统探究了其在过一硫酸盐(PMS)活化体系中对双酚A(BPA)的降解性能。研究发现最优氮含量5.3 at%的NCS-3在宽pH范围(3.0-11.0)内表现出超快降解效率(15分钟100%去除)，揭示了以吡啶氮为主导的双重活化机制(单线态氧1O2为主，超氧自由基O2·-为辅)，为设计高性能非金属催化剂提供了新思路。

　　

Highlight亮点
本研究创新性地采用St?ber法原位合成单分散氮掺杂碳纳米球(NCS)，通过精确调控间苯二酚/三聚氰胺比例实现氮构型优化。最佳样品NCS-3展现出卓越的PMS活化性能，其降解速率常数(0.346 min^-1)远超多数报道的非金属催化剂，且在复杂水体环境中保持稳定。

Characterization of NCS 材料表征
如图1a所示，以三聚氰胺为氮源、酚醛树脂为碳源，通过水热聚合和高温碳化成功制备NCS催化剂。透射电镜显示NCS-3具有完美的球形形貌(直径≈200 nm)和丰富的介孔结构。X射线光电子能谱证实材料含有5.3 at%的氮元素，其中吡啶氮占比达62.1%，这种特殊的电子结构为PMS活化提供了理想活性位点。

Conclusion结论
本研究成功构建了高效稳定的NCS/PMS非均相催化体系，通过实验与理论计算相结合，首次阐明吡啶氮通过电荷重分布促进PMS吸附/活化的分子机制。该工作不仅为设计环境友好型催化剂提供了新范式，更深化了对碳基材料中活性位点工程的理解。