抗生素在环境水体中的残留是严峻的新兴污染问题。基于过一硫酸盐的光催化高级氧化技术是去除这类污染物的有效手段。石墨相氮化碳是可见光光催化材料，但纯氮化碳活化过一硫酸盐的活性位点有限，光生电子-空穴复合率高。通过在其骨架中植入原子级分散的铁单原子，可以精准地创造高活性的催化中心。铁是一种环境友好、地球丰度高的过渡金属，其多变价态和独特的电子结构使其在类芬顿催化中极具潜力。将单原子铁锚定在氮化碳的骨架上，形成稳定的Fe-N₄配位构型，可以在可见光下同时发挥光催化和单原子催化的双重优势。

  本研究将尿素和乙酰丙酮铁的混合物通过简单的热聚合和后续热剥离，成功合成了单原子Fe-N₄位点修饰的超薄氮化碳纳米片。高角环形暗场扫描透射电镜和X射线吸收精细结构谱明确证实了铁以孤立的Fe-N₄构型单分散在氮化碳骨架中。在可见光和过一硫酸盐共同存在下，该催化剂对磺胺甲噁唑的降解速率常数是纯氮化碳的25倍，在15分钟内可将抗生素完全去除，矿化率高达70%。电子顺磁共振和自由基淬灭实验表明，该体系中同时大量产生了硫酸根自由基、羟基自由基和单线态氧，其中硫酸根自由基和单线态氧对降解的贡献最大。

  机理研究表明，Fe-N₄位点不仅作为过一硫酸盐活化的催化中心，还能有效地捕获氮化碳的光生电子，将其传递给过一硫酸盐产生硫酸根自由基，同时抑制光生载流子的复合，让空穴也参与氧化反应。这一光-单原子协同催化路径，极大地提升了氧化剂的利用效率。在连续5次循环和真实水体实验中，催化剂展现了优秀的稳定性、可重复使用性和抗干扰能力。该研究为设计兼具光催化和单原子催化功能的高效、稳定高级氧化催化剂提供了新的思路，在制药废水深度处理领域具有重要的应用前景。

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