近日，民族大学材料科学与工程学院焦丹花副教授为第一作者兼通讯作者，贵州民族大学为第一单位，在材料化学类重要期刊《胶体与界面》（Journal of Colloid And Interface Science, IF: 9.7）发表题为《Rational establishment of metal ion confinement and direct charge transport of Fe-X-C in ZnFe2O4/NBGA system for enhanced degradation of emerging pollutants》（在ZnFe2O4/NBGA体系中合理构建金属离子限域与Fe-X-C直接电荷传输以增强新污染物的降解）的学术研究论文。
《Journal of Colloid And Interface Science》创刊于1966年，Elsevier出版，在2026年中国科学院分区中为材料化学类一区。
水体中新污染物（如抗生素）的持续增加对生态系统和人类健康构成严重威胁。光助类芬顿反应结合了光催化与过硫酸盐活化优势，其中铁基材料因成本低、可回收性高而备受关注。本研究针对金属离子溶出、电荷复合和催化稳定性等核心问题，提出在氮硼共掺杂石墨烯气凝胶（NBGA）上负载ZnFe₂O₄，通过Fe-X-C化学桥实现金属离子限域与直接电荷传输的协同强化机制。
其中NBGA三维多孔结构可有效锚定ZnFe₂O₄纳米颗粒，有效防止团聚与溶出；Fe-N-C桥强化了金属-载体化学键合，降低界面接触电阻，可加速光生载流子的分离。该催化剂在可见光下50分钟内实现四环素99.5%去除率，反应速率显著提升，循环稳定性优异，抗无机阴离子干扰能力强，降解产物毒性显著降低。自然光条件下对高浓度抗生素废水的处理效果证实了其实用价值。DFT计算从电子结构层面揭示了d带中心上移、B-N键局域电场及Fe位点优先吸附PDS的分子机制，为金属-碳基催化剂理性设计提供了理论解释。该研究为开发经济可持续、环境友好的新污染物治理技术提供了新思路。
该研究工作得到了国家自然科学基金项目、贵州省科技厅自然科学基础研究计划项目的资助。
供稿：材料科学与工程学院
一审：潘小露
二审：文渊
三审：唐懈
