近日，海南师范大学物理与电子工程学院赵世华教授课题组通过构建三元复合异质结构，开发高性能g‑C₃N₄/ZnTiO₃/BiOI光催化材料，实现对有机染料污染物的高效光催化降解。相关成果以“Construction of the Dual S‑Scheme g‑C₃N₄/ZnTiO₃/BiOI ternary heterojunction photocatalyst for efficient degradation of the organic dyes”为题，于2026年9月25日在《Journal of Alloys and Compounds》期刊发表。梁平为论文第一作者，赵世华教授为通讯作者。海南师范大学为论文第一单位。
随着工业废水排放加剧，有机染料水污染已经成为亟待解决的环境问题。光催化技术利用太阳能即可降解有机污染物，是绿色水污染治理技术。构筑了双S型g‑C₃N₄/ZnTiO₃/BiOI三元异质结光催化剂。通过材料制备与微观结构调控，在三种半导体之间构建紧密接触的异质结界面。多种表征手段证实三元复合材料成功构建双S型电荷转移通路，该结构能够有效拓宽可见光响应范围，显著抑制光生电子‑空穴对复合，加速光生载流子迁移与分离，保留体系较强的氧化还原性能。光催化降解实验表明，该三元异质结催化剂对有机染料表现出优异的降解性能，催化活性显著优于单一组分以及二元复合材料。结合自由基捕获实验，解析了双S型异质结体系的电荷转移与污染物降解反应机理，为设计开发高性能三元S型光催化降解材料提供新的思路与实验依据。
图1. g-C₃N₄/ZnTiO₃/BiOI三元异质结的DFT计算及提出的界面电荷转移机制。(a) 纯g-C₃N₄、ZnTiO₃和BiOI的电子能带结构。(b) 各组分的计算功函数。(c) 异质结形成前后的Bader电荷分析。(d) 优化的异质结结构及电荷密度差分分布，其中黄色和青色等值面分别表示电子积累和电子耗尽。(e) 能带排列、内建电场以及在光照下提出的双S型电荷转移路径示意图。
该项研究由海南师范大学赵世华科研团队独立完成。该工作得到了海南省柔性引才创新平台科研项目（编号：RXPTXM202614）、热带海洋工程材料及评价全国重点实验室开放研究课题（编号：STOEM2025KF020）以及海南省院士创新平台科研项目（编号：YSPTZX202207）项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2026.190565
