氟喹諾酮類（FQs）是一類廣泛應(yīng)用于人類和畜牧醫(yī)學(xué)中的廣譜抗生素。目前，在自然水體中頻繁檢測到FQs，引發(fā)了潛在的全球環(huán)境和公共衛(wèi)生問題[1]。高級氧化過程（AOPs）因其高反應(yīng)速率和操作簡便性而成為去除FQs的有希望的方法[2]，[3]。其中，利用可再生太陽能的半導(dǎo)體基光催化氧化尤為引人注目。石墨碳氮化物（GCN）就是這樣一種半導(dǎo)體，它具有無金屬、適合可見光響應(yīng)的帶隙、制備簡單、化學(xué)穩(wěn)定性高和成本低等優(yōu)點(diǎn)[4]。然而，GCN在光催化氧化中的應(yīng)用仍受到電荷載體（e^?-h⁺）快速復(fù)合和可見光吸附范圍狹窄的限制。為此，人們采用了多種改性的方法來提高GCN的催化活性，如金屬單原子錨定、異質(zhì)結(jié)構(gòu)建、空位工程、非金屬元素?fù)诫s和納米材料負(fù)載等[5]，[6]。

通過引入豐富的C-或N-空位來修飾GCN結(jié)構(gòu)，是一種有效的策略，可以優(yōu)化GCN對可見光的吸附范圍和電荷載體（e^?-h⁺）的分離[7]。特別是碳空位（CVs）可以作為電子捕獲中心，促進(jìn)反應(yīng)物（如O₂、污染物分子）的吸附和活化，從而增強(qiáng)降解所需的活性物種的生成[8]。目前生成CVs的主要方法依賴于體外處理，例如熱退火和化學(xué)蝕刻[9]。這些方法通常涉及在受控氣氛中重新加熱合成的GCN[10]，[11]，或者使用氧化性環(huán)境（如CO₂）[12]、還原性環(huán)境（如CO、H₂、NH₃）[13]，[14]以及化學(xué)試劑（如NaHCO₃、HNO₃、NaBH₄）[15]，[16]，[17]進(jìn)行蝕刻。盡管這些方法有效，但往往存在能耗高、CVs密度難以控制以及可能破壞GCN結(jié)構(gòu)的問題[18]。相比之下，原位策略通過在聚合過程中引入CVs來簡化合成過程，并能更精確地控制CVs的密度。已有研究表明，將外源有機(jī)分子（EOMs，如甲醛、丙酮、葡萄糖）與GCN前驅(qū)體（如尿素、三聚氰胺）良好混合，可以成功在GCN結(jié)構(gòu)中引入CVs[18]，[19]，[20]，[21]。在這種方法中，EOMs通常作為CVs誘導(dǎo)劑，破壞CN鍵，并在熱解或煅燒過程中生成還原性氣體（如CO₂、H₂O(g)）以實(shí)現(xiàn)原位蝕刻。超分子自組裝（SSA）是一種成熟的GCN前驅(qū)體工程策略[22]，[23]。在SSA方法中，含有羧基或羥基的EOMs作為超分子合成子，通過特定的氫鍵與GCN前驅(qū)體的氨基結(jié)合，引導(dǎo)形成有序的超分子復(fù)合物。經(jīng)過煅燒或熱解后，EOMs完全分解并脫離，賦予改性后的GCN矩陣多種功能，如增強(qiáng)的比表面積、定制的形貌[24]、協(xié)調(diào)的金屬位點(diǎn)錨定/N-空位[25]、內(nèi)置電場構(gòu)建[26]、醛基修飾[27]等。受SSA方法的啟發(fā)，超分子合成子可以作為潛在的CVs誘導(dǎo)劑，其煅燒、熱解或缺氧燃燒可以在GCN結(jié)構(gòu)中生成豐富的CVs。更重要的是，與簡單的混合（EOMs與GCN前驅(qū)體）相比，SSA提供了更精確的非共價(jià)模板作用，影響聚合過程和GCN的微觀結(jié)構(gòu)[28]。

盡管SSA方法應(yīng)用廣泛，但其在CVs工程中的具體作用以及如何通過煅燒超分子復(fù)合物來內(nèi)在地生成CVs仍需進(jìn)一步探索。本文提出了一種新的SSA策略，使用2,6-吡啶二甲酸（PDA）作為超分子合成子與三聚氰胺（MA）結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)環(huán)丙沙星（一種代表性的FQs）的光催化降解。PDA是一種獨(dú)特的EOM，它具有剛性的芳香吡啶環(huán)和兩個(gè)羧基，能夠與MA的氨基形成穩(wěn)定的定向氫鍵網(wǎng)絡(luò)。本文將詳細(xì)研究CVs的形成機(jī)制，特別是PDA分解的作用。