工业废水中常同时存在重金属离子（如六价铬）和有机污染物（如苯酚）。单独处理这两种污染物，分别需要还原和氧化过程，工艺繁琐。光电催化（PEC）技术在一个反应器内，利用光阳极产生的强氧化性空穴（h⁺）氧化有机物，同时利用外电路传导至阴极的光生电子（e⁻）还原重金属离子，可以实现对两种污染物的“阴阳协同”同步去除。然而，光阳极上h⁺和e⁻的快速复合是制约效率的关键。TiO₂纳米管阵列（TNTs）是一维有序结构的理想光阳极。g-C₃N₄量子点（CNQDs）因其小尺寸、高比表面积和独特的电子特性，与TNTs能级匹配，可以构建高效的0D/1D异质结，促进电荷空间分离。

  本研究通过电化学沉积法，将CNQDs均匀地修饰在TNTs的管壁和管口上。在可见光（>420nm）和+0.5V偏压下，CNQDs/TNTs光阳极对苯酚的氧化降解速率是纯TNTs的4.5倍，同时在对电极（石墨）上对Cr(VI)的还原速率也同步大幅提升。研究发现，苯酚和Cr(VI)的同时存在，产生了显著的协同促进效应。苯酚作为空穴牺牲剂，有效地消耗了光阳极上累积的h⁺，从而极大地抑制了光生载流子的复合，使得更多的光生电子能够通过外电路传递至阴极，用于还原Cr(VI)。反过来，Cr(VI)的高效还原消耗了电子，也促进了阳极上空穴的产生和利用。这种氧化与还原的同步供需，形成了一个互相促进的正反馈循环。

  自由基捕获实验证实，空穴和·OH是氧化苯酚的主要活性物种，而电子是还原Cr(VI)的还原剂。连续流反应实验显示，该PEC系统在处理含有苯酚和Cr(VI)混合物的模拟废水中，同步去除效率远高于处理各自单一污染物的简单加和。该研究通过精心设计光阳极和巧妙利用污染物之间的化学互补性，实现了在单一光电器件中同步高效“氧化去碳、还原解毒”的目标，为处理含重金属-有机物复合污染工业废水提供了全新的、节能的协同处理思路。

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