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新聞網(wǎng)訊 近日，物理科學(xué)學(xué)院龍?jiān)茲?、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(guò)磁場(chǎng)和氧空位增強(qiáng)石墨烯量子點(diǎn)/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(jìn)華，通訊作者是物理科學(xué)學(xué)院張俊副教授和龍?jiān)茲山淌凇?/p>

工業(yè)化和城市化的迅速發(fā)展導(dǎo)致有機(jī)染料水污染成為全球性問(wèn)題。傳統(tǒng)的廢水處理方法，如生物處理和化學(xué)氧化，雖然應(yīng)用廣泛，但在降解有機(jī)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(jiǎn)單且無(wú)二次污染等優(yōu)勢(shì)在環(huán)境修復(fù)應(yīng)用中具有巨大的潛力，但是光催化劑在實(shí)際應(yīng)用中常因量子效率低和光生電子-空穴對(duì)快速?gòu)?fù)合而受到限制，這對(duì)提高電子利用率以增強(qiáng)光催化活性提出了挑戰(zhàn)。

針對(duì)這一問(wèn)題，該論文以亞甲基藍(lán)作為光催化污染物模型，通過(guò)在石墨烯量子點(diǎn)/二氧化鈦（GQDs/TiO₂）復(fù)合纖維光催化劑中引入氧空位誘導(dǎo)自旋極化，并與外磁場(chǎng)（1~5 T）協(xié)同作用，共同促進(jìn)污染物降解（降解率提高了52.44%）。磁場(chǎng)作為一種非接觸式驅(qū)動(dòng)力，可以在不直接影響光催化劑材料表面的情況下進(jìn)一步促進(jìn)載流子分離，延長(zhǎng)載流子壽命，實(shí)現(xiàn)性能調(diào)控。該研究不僅揭示了磁場(chǎng)對(duì)光催化的增強(qiáng)效應(yīng)，還為通過(guò)自旋調(diào)控優(yōu)化光催化系統(tǒng)提供了新途徑，對(duì)環(huán)境修復(fù)應(yīng)用具有重要意義。