微囊藻毒素-LR（MC-LR）是蓝藻水华释放的强致癌性肝毒素，其结构中含有独特的Adda侧链，常规水处理难以将其彻底降解。光催化氧化是去除MC-LR的有效手段，但传统光催化剂（如TiO₂）仅能利用紫外光，对可见光的利用率极低。开发能利用占太阳光谱>50%的近红外（NIR）光来进行光催化降解的催化剂，是太阳能高效利用的终极梦想之一，但挑战巨大，因为NIR光子能量低，难以激发半导体产生能发生氧化还原反应的高能电子-空穴对。本研究通过将富含氮缺陷的g-C₃N₄与少层MoS₂复合，构建了Z型异质结，意外地发现其在NIR光下展现了对MC-LR的极高降解活性。

  实验结果显示，在>700nm的NIR光照射下，该复合催化剂对MC-LR的降解速率是纯氮化碳的20倍以上，6小时内可将初始浓度为1mg/L的MC-LR几乎完全去除，且Adda侧链的共轭双键被有效断裂，生物毒性被彻底消除。飞秒瞬态吸收光谱和DFT计算揭示了其NIR活性的根源：氮缺陷在g-C₃N₄的带隙中引入了中间能级，使得g-C₃N₄可以通过双光子吸收（两个NIR光子先后激发）的方式来实现载流子的激发。而Z型异质结的形成，极大地促进了激发态电子从g-C₃N₄的缺陷能级高效转移至MoS₂的价带，与那里的空穴复合，从而在空间上彻底分离了留在g-C₃N₄价带的强氧化性空穴和留在MoS₂导带的强还原性电子。这些长寿命的分离电荷，高效地攻击MC-LR分子和水分子，产生活性自由基。

  该研究不仅首次报道了一种能高效降解水中MC-LR的NIR响应光催化材料，更从机理上阐明了缺陷能级和Z型异质结在实现低能光子高效利用中的协同作用。这为设计新一代能利用全太阳光谱进行水净化的光催化剂，开辟了全新的设计思路。

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