抗生素类药物（如磺胺甲噁唑SMX）在医疗、畜牧和水产养殖业中广泛使用，经生物体代谢后，相当比例以其原形或活性代谢产物的形式随排泄物进入水环境。其在环境中的持久存在和低浓度长期暴露，是诱导和传播抗生素抗性基因（ARGs）的重要原因，对生态和公众健康构成潜在威胁。传统的生化法和物化法（如絮凝、吸附）对溶解态、痕量的抗生素去除效率有限。光催化氧化作为一种能够利用可再生太阳能的高级氧化技术，在去除水中这类新兴污染物方面展现出巨大的潜力。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）是近年来备受瞩目的非金属可见光光催化剂，但其存在光生电子-空穴对复合率高、可见光吸收范围偏窄等短板。

  本研究采用水热法制备了碳量子点（CQDs）修饰的g-C₃N₄复合材料。碳量子点具有独特的上转换荧光特性和优异的电子传导能力。当CQDs纳米颗粒负载在g-C₃N₄纳米片表面后，两者形成的异质结界面能够有效促进光生电子从g-C₃N₄的导带快速转移至CQDs，从而显著抑制电子-空穴对的复合，延长载流子的寿命。同时，CQDs的上转换效应能将入射光中的长波长可见光（>500nm）转化为短波长光，间接拓宽了g-C₃N₄的可见光响应范围。实验结果表明，优化负载量的CQDs/g-C₃N₄复合催化剂在可见光照射下，对SMX（初始浓度10mg/L）的降解速率常数是纯g-C₃N₄的4.2倍，3小时内矿化率可达68%。

  为厘清降解机理，进行了自由基捕获实验和电子顺磁共振（ESR）测试。结果表明，在可见光照射下，该体系中产生的主要活性物种为超氧自由基（·O₂⁻）和光生空穴（h⁺），而羟基自由基（·OH）的贡献相对次要。这与g-C₃N₄的能带结构分析吻合。基于液相色谱-质谱联用分析鉴定出的7种主要降解中间产物，推演了SMX的四条主要降解路径，包括苯环的羟基化、磺胺基S-N键的断裂、异噁唑环的开环等。降解最终产物为CO₂、H₂O、SO₄²⁻和NO₃⁻。该研究为开发可实际应用于水中微量抗生素净化的高效、稳定可见光催化材料提供了理论与实验基础。

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