近日，我校王周平教授团队开展的关于苝二酰亚胺（PDI）/氧掺杂g-C₃N₄纳米片（O-CN）新型全有机异质结光催化剂的开发及其应用效果和作用机理的研究取得重要进展，研究成果“Enhanced visible photocatalytic oxidation activity of perylene diimide/g-C₃N₄n-n heterojunction via π-π interaction and interfacial charge separation”于2020年3月29日在线发布于高水平期刊《Applied Catalysis B: Environmental》，并定于2020年8月15日正式出版（Appl. Catal. B:Environ.,2020,271,118933, DOI:10.1016/j.apcatb.2020.118933）。我校食品学院硕士研究生高遒竹为论文的第一作者，青年教师徐婧博士、王周平教授和清华大学朱永法教授为共同通讯作者。

异质结体系构筑是提高半导体光催化剂的有效途径之一，而全有机异质结光催化剂具有非金属、成本低、易制备、功能多样、结构可调等特点，成为近年来光催化领域的研究热点，广泛应用于环境净化、能源转化和食品安全等方面。王周平教授团队成员采用原位静电组装法开发出PDI/O-CN新型全有机异质结光催化剂，在可见光下能够表现出优异的杀灭金黄色葡萄球菌、降解苯酚以及光解水产氧的性能（图1）。相比于O-CN，PDI/O-CN异质结复合材料拥有更强的光催化氧化活性，主要原因包括以下四个方面：（1）O-CN与自组装PDI之间的π-π相互作用可以引起电子离域效应，促使光生电子沿着π-π堆叠的方向迁移；（2）自组装PDI能够拓宽O-CN的可见光响应范围，促进光能向化学能的转化；（3）O-CN和自组装PDI交错的能带结构可以产生内建电场，加速界面电荷的分离；（4）在光催化反应的过程中，PDI/O-CN异质结能够产生更多具有强氧化性的活性物种（h⁺、·O₂^-和¹O₂）（图2）。这项研究为设计高活性g-C₃N₄基光催化剂提供了新思路，并拓展了有机半导体材料在环境净化和食品安全领域的应用前景。

上述研究得到了国家自然科学基金（21707052），江苏农业科技自主创新资金项目（CX(18)2025）、中央高校基本科研基金（JUSRP11905，JUSRP51714B）和江苏省重点研发计划项目（BE2017623）的资助。

《Applied Catalysis B: Environmental》是爱思唯尔（Elsevier）的旗舰期刊，主要刊登催化、环境和化学领域高水平的研究成果，属于中科院一区Top期刊。

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图1. PDI/O-CN异质结光催化剂在可见光下杀灭金黄色葡萄球菌（a）、降解苯酚（b）和光解水产氧（c）的性能

图2. PDI/O-CN异质结光催化剂的界面电荷转移过程和π-π相互作用示意图