近年来，由于工业化和城市化的快速发展，药物、内分泌干扰物和微塑料等新兴污染物的排放量显著增加。这些污染物通过多种途径进入水系统并长期存在，对人类健康和生态系统构成潜在威胁[1]。作为广谱抗生素，四氯乙烯（TC）在医学、畜牧业和水产养殖中得到广泛应用。不幸的是，过度使用和不当处理导致TC在水环境中持续积累。作为一种持久性有机污染物（POP），TC的结构稳定性使其难以降解[2]。然而，传统的处理技术（如吸附[3]、膜分离[4]和生物降解[5]）在处理含TC的废水时存在局限性，如去除效率低、运行成本高以及残留污染物等问题。光催化降解因其环保性、高效性和成本效益而被证明是处理水污染的最有前景的技术之一[6]。然而，单组分半导体光催化剂的实际应用受到可见光吸收不足和光生电子-空穴对快速复合等缺陷的限制[7]，从而导致降解性能不佳。为了解决这一问题，构建S-结构异质结是一种有效的策略，可以空间分离载流子并最大化氧化还原能力[8],[9],[10]。
共价有机框架（COFs）是一类由轻元素（如H、C、N和O）组成的结晶多孔聚合物。它们优异的光响应特性、丰富的活性位点、可调的孔隙率和高效的电子转移能力使其成为光催化的理想平台[11]。通常，COFs的能带结构和晶体构型由其构建单元内的连接基团和化学功能决定。
其中，亚胺连接的β-酮烯胺COFs因具有较高的热稳定性、较大的比表面积和高度有序的骨架结构而受到广泛关注[12],[13]。特别是基于三嗪的β-酮烯胺COFs，通过引入电子受体/供体系统可以调节分子内的极性[14]。它们周期性排列的π-共轭结构增强了电子迁移率和光催化活性[15],[16]。然而，缓慢的电荷转移动力学仍然限制了COFs的光催化效率[17]。近年来，科学家们提出将COFs与半导体结合形成S-结构异质结，以增强电荷分离和光催化性能[18]。例如，张等人构建了一种S-结构的TiO2/COF异质结，其在产生H2O2和降解RhB方面表现出优异的性能[19]。此外，将COFs与其他半导体（CdS、ZnO、BiOBr等）结合形成的S-结构异质结也表现出高光催化活性[20],[21],[22]。因此，开发新型基于COFs的光催化剂以提升其光催化性能至关重要。
近年来，作为Bi系列半导体的一员，BiOX（X = Cl、Br、I）展现了卓越的光催化活性。其独特的层状结构产生了有效的内部静电场，促进了光生载流子的分离[23]。其中，碘化铋（BiOI）因其合适的带隙（约1.8 eV）和对紫外-可见光的强响应而受到特别关注[24]。然而，其实际应用受到氧化还原能力不足的限制[24]。研究表明，通过改变Bi:X的摩尔比可以调节BiOX的带隙。增加铋含量可以提高导带（CB）的最小值。例如，通过富铋（脱卤）策略制备的Bi4O5I2表现出比BiOI更优的价带位置和催化活性。然而，较小的比表面积和光生载流子的快速复合限制了其实际应用[25]。通过将Bi4O5I2与其他半导体耦合构建异质结是提高整体光催化性能的有效策略。迄今为止，Bi4O5I2异质结在光催化产氢[26]、CO2转化[27]和污染物去除[28]方面展现了巨大潜力。鉴于Bi4O5I2与COFs良好的能带结构匹配性，将基于三嗪的β-酮胺COFs与Bi4O5I2结合形成异质结构有望进一步提升光催化性能。
本文首次通过原位生长方法构建了一种新型的Bi4O5I2/β-酮胺COF S-结构异质结。该异质结通过羟基功能化界面耦合策略有效促进了电荷分离，并显著增强了TC的降解效果。系统研究了溶液pH值和污染物浓度对TC降解的影响。同时，详细阐明了光催化机制和潜在的TC消除途径。
材料
五水合硝酸铋（Bi (NO3)3·5H2O，99%）、碘化钾（KI，99%）、1,3,5-三甲基氟苯酚（TP，98%）、4,4',4''-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)-三苯胺（TAPT，99%）、二氧六环（99%）、间二甲苯（99%）、乙酸（99%）、乙二醇（EG，99%）、乙醇（99.5%）均购自中国上海的Aladdin有限公司。
TATP的合成
TATP的制备遵循文献中的方法[29]。具体来说，将0.5 mmol的TP和0.5 mmol的TAPT放入一个20 mL的特氟龙内衬反应器中，随后加入4.5 mL的...
光催化剂的表征
样品的X射线衍射（XRD）图谱见图1a。在2θ值为9.5°、23.9°、28.9°、31.8°、36.9°、42.1°、45.4°、49.4°和54.6°处观察到的衍射峰分别对应于单斜晶系Bi4O5I2的（1 0 -1）、（3 1 0）、（4 1 -1）、（0 2 0）、（4 0 -4）、（3 2 -3）、（4 2 2）、（0 0 6）和（8 1 1）晶面（ICSD # 412590）[30]。5.5°处的尖锐峰属于TATP的（0 1 0）晶面，表明其具有较高的结晶度。26.4°处的宽峰归属于TATP的（0 0 1）晶面。
结论
总结来说，通过将羟基功能化的β-酮胺TATP整合到Bi4O5I2的层状纳米片结构上，成功构建了一种新型的S-结构Bi4O5I2/TATP异质结构，用于TC的降解。得益于Bi4O5I2和TATP之间的S-结构电荷转移界面以及内置电场的驱动，Bi4O5I2/TATP复合材料表现出增强的光催化性能和稳定性。特别是，最优化的复合材料2-TPBI实现了最高的TC去除率...
CRediT作者贡献声明
刘春霞：撰写 – 审稿与编辑，资金申请。何素芳：数据可视化，监督。刘能生：监督，形式分析。杜萍：软件支持，资源提供。王云珠：监督，形式分析。李琪瑶：方法学研究，数据管理。向丽：撰写 – 初稿撰写，数据管理，概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了云南省教育厅科学研究基金（项目编号2025J0099）、云南省自然科学基金（项目编号202401AU070127和202301AT070441）、云南省重大科技项目（项目编号202302AG050002）、国家自然科学基金（项目编号51704137）以及国家有色金属冶金新技术重点实验室开放项目的资助（YSQH-ZYTS-24011）。
