有毒有机染料废水严重污染环境和水体，且其稳定性较高而难以自然降解^[1]。用光催化降解有毒染料废水，高效、安全、可再生且没有二次污染^[2]。

半导体材料氮化碳(g-C₃N₄)是一种优异的光吸收材料，其禁带宽度为2.7 eV，具有独特的三嗪环结构和化学稳定性^[3]。但是g-C₃N₄的光生载流子复合率较高、可见光吸收边界窄(约460 nm)、比表面积较小和容易团聚，使其应用受到了限制^[4]。进行金属掺杂、缺陷构造、功能化改性和构建异质结，可克服这些不足^[5,6]。对g-C₃N₄进行“缺陷构造”能在其表面产生大量N缺陷捕获光生电子(e^-)，从而拓宽其可见光吸收边界(800 nm)，提高对可见光的利用率。同时，大量暴露的碳氮均质界面能提高其对污染物的吸附能力和增加反应活性位点。

目前，在光催化领域对以g-C₃N₄为载体的复合型异质结光催化剂的研究越来越受到重视。Ren等^[7]用热溶剂和原位沉淀法构建的g-C₃N₄/NH₂-UiO-66(CU-20%，质量分数) 异质结光催化剂具有高效光催化还原六价铬Cr(VI)的活性，并可协同去除抗生素盐酸四环素(TC-HCl)。Song等^[8]用简便的水热法合成了一种超薄的g-C₃N₄@BiOCl纳米片，g-C₃N₄与BiOCl之间的异质结构能抑制光生电子-空穴的复合而高速降解RhB染料废水。He等^[9]制备了一种低成本g-C₃N₄-Fe₃O₄/β-FeOOH复合光催化剂，将其引入g-C₃N₄中可构建双异质结体系(g-C₃N₄/FeOOH和g-C₃N₄/Fe₃O₄)。这种双异质体系可大大拓宽光响应特性和抑制光诱导的重组，其中的CNFF-2,10光催化剂具有最高的可见光催化析氢反应(VLD-HER)活性(33.25 μmol/(g·h))。g-C₃N₄材料中的C、N原子的sp²杂化轨道和高度离域π键体系是良好的电子载体和受体，能捕获e^-和光生空穴(h⁺)。纳米金属催化剂之间形成异质结构，其协调作用优良^[10]。在理论上，在缺陷的g-C₃N₄(g-C₃N_x )表面负载纳米金属催化剂可使碳氮表面的e^-和h⁺高速分离而提高其催化活性。本文用热溶剂法和煅烧法制备具有多种纳米金属活性位点的复合催化剂Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x，研究其光催化性能和可回收性。

二氰二胺(C₂H₄N₄)，2-甲基咪唑(C₄H₆N₂)，石墨粉(C)，氢氧化钾(KOH)，甲醇(CH₃OH)，乙二醇((CH₂OH)₂)，二乙二醇(C₄H₁₀O₃)，异丙醇(C₃H₈O)，试剂为分析纯；六水合氯化铁(FeCl₃·6H₂O)，六水合硝酸钴(Co(NO)₃·6H₂O)，六水合硝酸锌(Zn(NO)₃·6H₂O)，乙酸钠(CH₃COONa)，亚甲基蓝(C₁₆H₁₈ClN₃S₃·H₂O)，对苯醌(C₆H₄O₂)，糠醇(C₅H₆O₂)，试剂均为分析纯，无水乙醇(C₂H₆O)，纯度为99%。所有试剂未经纯化。超纯水(H₂O)为实验室自备。

将100 mg的C₂H₄N₄、50 mg GO和不同质量的X mg KOH (X = 0、5、10、20、30 mg)溶解在三口烧瓶内20 mL的超纯水中，在80 ℃恒温条件下机械搅拌2 h得到黑色均匀溶液，将其自然冷却后装入表面皿铺平，放入冰箱冷冻后再进行冷冻干燥。收集干燥后的黑色物质并将其放入管式炉中的氧化铝坩埚内，通氮气30 min后持续通氮气，将管式炉的温度升到600 ℃煅烧5 h。加热速率为3 ℃/min，冷却速率设置为5 ℃/min，得到不同含量KOH活化的G-C₃N_x。

将0.27 g的FeCl₃·6H₂O、100 mg的G-C₃N_x 和0.164 g的CH₃COONa超声溶解在40 mL的(CH₂OH)₂和C₄H₁₀O₃的混合物中，然后转移到200 ℃的高温反应器中反应12 h，得到前驱体-磁性碳化氮复合材料MG-C₃N_x。

将2 mmol的Co与Zn摩尔比分别为1∶0，1∶1，3∶1，5∶1，8∶1，10∶1，0∶1的Co(NO)₃·6H₂O和Zn(NO)₃·6H₂O溶解在25 mL CH₃OH溶液中，得到标记为A₁~A₇的7组淡粉色溶液；在25 mL CH₃OH溶液中超声波溶解有机配体0.328 g C₄H₆N₂，配置为7组标记为溶液B的透明溶液。通过分液漏斗将各组溶液B缓慢滴加至A₁~A₇各组溶液中，再继续搅拌40 min，溶液颜色逐渐变为紫红色。将各组溶液转移到锥形瓶中，并在25 ℃反应24 h。将各组的产物用CH₃OH离心分离后洗涤5次，在60 ℃真空干燥后得到Co与Zn摩尔比为1∶0的Co-ZIF、Co与Zn摩尔比分别为1∶1，3∶1，5∶1，8∶1，10∶1的CoZn-ZIF和Co与Zn摩尔比为0∶1的Zn-ZIF材料。将制备的Co-ZIF、不同摩尔比的CoZn-ZIF和Zn-ZIF材料分别均匀地放置在不同的氧化铝坩埚中，将坩埚置于管式炉中通氮气30 min，以5 ℃/min的速率升温到450 ℃，煅烧1 h后以2 ℃/min的速率降温到350 ℃，在空气气氛下继续煅烧3 h。将各种反应产物用CH₃OH离心分离5次，在60 ℃真空干燥后得到Co与Zn摩尔比为1:0的Co-ZIF、Co与Zn摩尔比分别为1∶1，3∶1，5∶1，8∶1，10∶1的CoZn-ZIF和Co与Zn摩尔比为0∶1的Zn-ZIF。

将2 mmol Co(NO)₃·6H₂O和Zn(NO)₃·6H₂O(摩尔比为5∶1)溶于25 mL CH₃OH溶液中，然后加入100 mg的前驱体MG-C₃N_x，再将0.328 g的有机配体C₄H₆N₂溶于25 mL CH₃OH溶液中并滴加到前述溶液中，在常温下搅拌24 h后得到CoZn-ZIF@MG-C₃N_x。将CoZn-ZIF@MG-C₃N_x 在60 ℃真空干燥后放入管式炉中，通入氮气30 min后在450 ℃煅烧1 h，然后降至350 ℃在空气中继续煅烧3 h，得到Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 复合催化剂。制备流程如图1所示。

用XRD-6000型X射线衍射仪(XRD)、S4800 HSD型扫描电子显微镜(SEM)、Titan^TMG2 60-300型透射电子显微镜(TEM)表征样品的形貌。用Helios-ß型紫外可见光光谱仪和V3型电化学工作站测试样品的光电性能。用STA449F3型热重分析仪(TGA)测试催化剂在受热过程中产生的中间体的组成和热稳定性。用Autosorb-iQ-C型全自动物理化学吸附仪(BET)测试样品的吸附容量、比表面积、孔隙和孔径分布。用MICROSOLAR30型可见光氙灯测试催化剂的降解和循环试样性能。

选择目标污染物为染料(10 mg/L)MB。用超声将15 mg的G-C₃N₄、G-C₃N_x 、Co₃O₄/ZnO和Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 光催化剂分散在100 mL MB溶液水光反应器中。在黑暗条件下搅拌混合物1 h达到动态吸附-解吸平衡，排除催化剂吸附污染物对光催化的影响。在300 W可见光氙灯照射下进行光催化降解，每隔15 min取样一次，用紫外可见光谱仪测量664 nm处MB的特征吸收峰,计算降解速率。

用4种自由基捕获剂异丙醇(IPA)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、对苯醌(PBK)和糠醇(HPFA)分别捕获羟基自由基(·OH)、空穴(h⁺)、超氧自由基(·$\mathrm{O}_2^{-}$)和单线态氧(1O₂)，比较这4种活性物种对光催化反应的贡献，确定在光催化降解MB的过程中起主要作用的活性氧物种，以揭示催化剂的光催化反应机理。

在5 mL取样试管中加入4 mg催化剂，然后依次加入1160 μL无水乙醇、800 μL超纯水和40 μL全氟磺酸膜(Nafion)树脂溶液，用超声波将其均匀分散。然后用移液管将10 μL催化剂溶液吸到氟化锡掺杂氧化锡(Fluorine-doped tin oxide, FTO)玻璃的工作电极表面，自然干燥待测，保留面积为1 cm × 1 cm的样品区域刮去多余样品。用300 W可见光氙灯照射工作电极，在黑暗/光照交替条件下用电化学工作站测试样品的光电流响应(I-t)曲线和电化学阻抗谱线。

图2a，b分别给出了前驱体MG-C₃N_x 和复合催化剂Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 的XRD谱^[11]。从图2a可以看出，在谱中2θ = 13.1°和27.5°处出现了G-C₃N₄结构的(100)和(002)晶面的特征衍射峰。随着KOH含量的提高，G-C₃N₄的(002)晶面结构受到不同程度的破坏^[12]，因为KOH碱活化使G-C₃N_x 的表面变薄，出现了大量N缺陷结构^[13]。在MG-C₃N_x 复合材料的谱中，在2θ = 29.8°、35.4°、43.3°、56.9°和62.8°处出现了Fe₃O₄的特征衍射峰，表明在前驱体MG-C₃N_x 表面Fe₃O₄纳米颗粒均匀生长^[14]。图2b表明，在谱中7.15°、10.36°、12.78°、14.65°、16.39°、17.97°、22.09°、24.39°和26.63°处出现了CoZn-ZIF的特征衍射峰，分别对应CoZn-ZIF@MG-C₃N_x复合材料的(011)、(002)、(112)、(022)、(013)、(222)、(114)、(233)和(134)晶面^[15]，表明CoZn-ZIF在MG-C₃N_x前驱体表面原位生长，且没有改变ZIF的晶型结构。将CoZn-ZIF@MG-C₃N_x 高温煅烧后，在Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 的谱中出现了Co₃O₄的(111)和(311)晶面的衍射峰以及ZnO的(002)晶面衍射峰，表明高温煅烧后CoZn-ZIF转化为附着在MG-C₃N_x 表面的Co₃O₄/ZnO^[16]。图2c中的全谱表明，样品由C、N、O、Co、Zn、Fe等元素组成。根据结合能与灵敏度的关系计算元素含量，结果如图2d所示。可以看出，元素含量高低的排序为C > N > O > Fe > Zn > Co。这表明，高温煅烧后的CoZn-ZIF@MG-C₃N_x 主要以Co₃O₄、ZnO和MG-C₃N_x 等形式存在，其含量分别为25.4%、31.8%和42.8%。咪唑环被破坏只留下C与N元素。

图3a，b分别给出了CoZn-ZIF在氮气和空气气氛中的TGA曲线。可以看出，CoZn-ZIF在空气中的失重率比在氮气中的高。在氮气中温度升至600 ℃时CoZn-ZIF出现明显的失重，因为ZIF的金属骨架结构坍塌。据此将CoZn-ZIF在氮气中450 ℃煅烧1 h，避免了材料结构坍塌还在材料表面生成了无定形碳壳。在空气环境中当温度上升到350 ℃时，CoZn-ZIF通道孔隙中有机客体分子的散失使CoZn-ZIF出现明显的失重。温度继续上升到600 ℃失重基本平衡，金属骨架已经完全塌陷。这些结果表明，可将CoZn-ZIF在350 ℃的空气中煅烧3 h，使其完全氧化成骨架结构稳定的过渡金属氧化物Co₃O₄/ZnO。

图4a给出了Co₃O₄/ZnO和Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 的N₂吸附-解吸曲线，可见其为典型的介孔材料Ⅳ型滞环结构曲线。在CoZn-ZIF高温煅烧氧化成Co₃O₄/ZnO的过程中，其部分内部结构塌陷使微孔变为介孔。图4b给出了Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 的孔径和孔体积曲线。可以看出，Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 也具有介孔结构，平均孔径约为29.62 nm，孔体积约为0.07 cm³/g。这种结构为在可见光条件下催化降解有机染料提供了良好的进入通道，能暴露出催化剂更多的反应活性位点，使其光催化性能提高。

图5a，b分别给出了CoZn-ZIF和Co₃O₄/ZnO的SEM照片(插图为TEM图像)。从图5a可见，CoZn-ZIF具有规则的十二面体棱形构造，大小均一；而Co₃O₄/ZnO具有与CoZn-ZIF相似的粗糙十二面体棱形结构。其原因是，CoZn-ZIF骨架结构中的C和N元素在煅烧过程中部分丧失，使Co₃O₄/ZnO材料的表面粗糙，出现明显的纳米颗粒和折叠，颗粒尺寸明显减小。CoZn-ZIF和Co₃O₄/ZnO的TEM分析与TGA分析结果相同，再次验证了在煅烧过程中保留了MOF(ZIF)的骨架构造。图5c给出了G-C₃N_x 的透射电镜图像，可见其为比G-C₃N₄更薄透明层状结构，表明G-C₃N₄经KOH活化后表面出现了大量的N缺陷。图5d给出了MG-C₃N_x 的TEM照片，其中黑色颗粒推测为附着在G-C₃N_x 表面的Fe₃O₄纳米颗粒，与XRD给出的结果一致。在图5e中可见各种不规则颗粒(Fe₃O₄、Co₃O₄和ZnO)均匀附着在Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 复合材料表面。

当光子能量超过光催化剂的禁带宽度(E_g)时，光催化剂就会吸收光子产生光生电子。光催化剂的E_g越大，光生电子越容易复合。同时，光催化剂较大的E_g使参与光催化反应的氧化还原电位足够高。用固体紫外可见光漫反射测试材料的吸光度，计算复合材料的带隙，如图6a所示。G-C₃N₄、G-C₃N_x 、CoZn-ZIF@MG-C₃N_x 和Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 的能带隙为^[17]：

式中，α为材料的光学吸收系数；υ为光学频率(Hz)；E为材料的禁带能量(eV)；A为常数；n取决于半导体的性质。计算结果表明，G-C₃N₄、G-C₃N_x 、CoZn-ZIF@MG-C₃N_x 和Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 的光学带隙分别约为3.57、3.36、3.27和3.03 eV。可见其E_g逐渐减小，说明MG带来可见光吸收的同时，材料的光生电子-空穴复合概率也在降低^[18]，有利于提高光催化剂对光子的吸收性能。

图6b给出了样品的电化学阻抗谱图(EIS)。阻抗曲线的半圆半径越小，表示电化学阻抗越小^[19]。Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 的阻抗明显比G-C₃N₄、G-C₃N_x 和Co₃O₄/ZnO的小，表明Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 的光生电子迁移能力比其他复合材料更高。图6c给出了材料的瞬态光电流密度。可以看出，光电流密度高低的排序为G-C₃N₄ < G-C₃N_x < Co₃O₄/ZnO < Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x，表明Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 复合材料的光吸收响应和光生电子迁移能力更强，与光催化材料能带隙计算结果和EIS分析结果一致。

图7a给出了KOH的掺入量为0、5、10、20、30、40 mg活化的G-C₃N_x 光催化降解MB图。从图7a可见，用可见光照150 min不同的G-C₃N_x 对MB都具有较高的可见光催化降解能力。随着KOH掺入量的增加，G-C₃N_x 对MB的降解能力呈上升趋势。KOH的掺入量为20 mg时与C₂H₄N₄和GO的用量达到饱和平衡状态，对G-C₃N₄的活化效果最佳。在活化处理后的G-C₃N_x 表面形成了更多的氮缺陷结构，有利于形成“陷阱”捕获光生电子^[13]。随着KOH掺入量的增加，G-C₃N_x 表面的氮缺陷结构被破坏，G-C₃N_x 的光催化效率反而降低。这表明，KOH的掺入量为20 mg最佳。

光催化降解MB实验结果确定过渡金属氧化物(Co₃O₄/ZnO)的最佳Co、Zn比例，是合成高效Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 复合可见光催化剂的关键。将不同Co、Zn比的CoZn-ZIF与MG-C₃N_x 复合，在900 ℃高温煅烧后得到不同Co、Zn比的Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 复合可见光催化剂。ZnO、不同Co、Zn比的Co₃O₄/ZnO和Co₃O₄对水中有机污染物MB的光催化结果，如图7b所示。可以看出，单纯ZnO的光催化能力比单纯的Co₃O₄高。随着Co含量的提高CoZn-ZIF分子骨架中的Zn原子部分被Co原子取代，不同Co、Zn比例的Co₃O₄/ZnO对MB的光催化降解MB能力呈现先提高后缓慢下降的趋势。Co∶Zn < 5∶1时光催化降解效率逐渐提高，Co∶Zn > 5∶1时光催化降解效率逐渐降低。这表明，Co∶Zn = 5∶1为最佳Co₃O₄/ZnO复合比例。

溶液的pH值影响催化剂和反应底物之间的电荷分布、光催化剂的结构稳定性和过渡金属催化点位活性。pH值对Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 光催化降解的影响，如图7c所示。在中性体系(pH = 7)中Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 复合光催化剂对MB的降解效率最高，弱碱性环境次之。其原因是，Co₃O₄和ZnO纳米粒子在Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 表面的等电位点不同，而OH^-和H⁺的光催化反应在光催化剂表面涉及不同的电荷，从而使光催化速率不同。MB是阳离子染料，在弱碱性环境下在催化剂表面聚集大量的OH^-，有助于OH^-转化为·OH而加快催化反应。

不同催化剂的光催化降解图如图7d所示，光催化降解能力高低的排序为Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x > Co₃O₄/ZnO > MG-C₃N_x > MG-C₃N₄。N缺陷的G-C₃N_x 其光催化降解效率高于纯G-C₃N₄，表明G-C₃N_x 中的N缺陷空位以作为光生电子的捕获位点阻断了光生电子与空穴的结合，从而提高了光催化剂催化能力；其次，Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 的光催化活性明显优于单催化剂(Co₃O₄/ZnO、MG-C₃N_x 和MG-C₃N₄)。其原因是，MG-C₃N_x 和Co₃O₄/ZnO组成的复合光催化剂具有协调效应(多元异质体系)，MG-C₃N₄提供可见光吸收和捕获位点，Co₃O₄与ZnO形成S型异质结优化了光生载流子的迁移路径从而降低了光生电子-空穴对的复合，延长了光催化过程中光生电子-空穴对的寿命。与同类型光催化剂相比，该催化剂用量少、有机污染物浓度低、应用价值更大^[20~22]。

光催化剂的重复使用性和光稳定性是表征光催化剂性能的重要参数^[23]。图8a给出了Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 复合可见光催化剂使用5次后的光催化降解率柱形图。可以看出，Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 复合可见光催化剂重复使用5次后，其可见光催化效率没有明显的降低。这表明，这种光催化剂的重复利用性、光稳定性和耐光学腐蚀特性良好。同时，这种催化剂具有磁性，有助于回收利用。

活性物种捕获有助于揭示这种催化剂的光催化降解的机理。在光照条件下添加IPA、EDTA-2Na、PBK和HPFA分别作为·OH、h⁺、·$\mathrm{O}_2^{-}$和1O₂的捕获剂，结果如图8b所示。从图8b可见，Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 光降解MB捕获活性物种能力大小的排序为：1O₂ > ·OH > ·$\mathrm{O}_2^{-}$ > h⁺，表明1O₂占主导地位。

这些活性氧自由基的生成，可归因于氮化碳表面有大量的N缺陷。这些缺陷陷阱捕获了光生电子而将空气中的O₂捕获，生成大量的·$\mathrm{O}_2^{-}$和HO₂·。同时，导带上的h⁺ H₂O转化为具有强氧化性的·OH，而·OH和HO₂·进一步转化为1O₂。

对ZnO与Co₃O₄的第一性原理泛密度函数(DFT)理论计算结果，如图8c所示。可以看出，ZnO的功函数(5.32 eV)明显高于Co₃O₄ (2.09 eV)，据此可认定ZnO与Co₃O₄形成了S型异质结。基于光电性能分析、活性物种捕获实验和半导体能带理论，提出了Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 复合可见光催化剂的反应机理，如图8d所示。半导体催化剂的氧化还原能力与催化剂的禁带宽度和光吸收能力有关。ZnO是一种宽带隙(约3.3 eV) n型半导体材料，而Co₃O₄是一种窄带隙(约2.07 eV) p型半导体材料，其费米能级不同。CoZn-ZIF烧结生成的ZnO/Co₃O₄复合半导体形成了一种稳定的S型异质结。n型半导体ZnO的费米能级位于其导带附近，而p型半导体Co₃O₄的费米能级位于其价带附近，当这两种不同类型的半导体界面接触时ZnO和Co₃O₄发生电荷迁移使其费米能级达到同一水平以抵消电场^[24]。这种S型异质结效应在ZnO/Co₃O₄形成一种内置电场，实现了电荷载流子在两种材料间的扩散和漂移，从而在界面处产生耗尽层。在光照条件下半导体产生光生电子(e^-)和h⁺，内置电场促进ZnO的导带上的e^-高速转移到Co₃O₄的价带上，从而实现了光生电子-空穴对的高速分离并保留了强氧化还原能力。MG-C₃N_x 作为一种新型的二维可见光吸收材料，对Co₃O₄/ZnO/MG-C₃N_x 三元光催化复合体系有重要的影响。首先，二维平面结构材料的比表面积较大，可为后续反应提供更多的反应活性位点；其次，在光照条件下MG-C₃N_x 表面产生的e^-和h⁺分别转移到ZnO的导带和Co₃O₄的价带，强化了光生载流子的迁移能力和降低其复合概率。这种三元异质结体系(Co₃O₄/ZnO/MG-C₃N_x )的合理设计，使其整体的光催化活性提高。最重要的是，G-C₃N_x 中大量的N缺陷结构扩展了复合光催化剂的可见光区，从而获得更多的光子能量。总之，在光照条件下多元半导体界面处光生载流子迁移，最终ZnO导带上的e^-被溶解在水中的O₂捕获，形成·$\mathrm{O}_2^{-}$和1O₂；而Co₃O₄价带上的h⁺氧化后可去除吸附在催化剂表面的MB，也可将OH^-或H₂O分子氧化成·OH，然后发生一系列化学反应产生强氧化性的活性氧物种，将MB分解为有机小分子而转化为CO₂和H₂O^[25]。

(1) 在用KOH活化的G-C₃N_x基底表面，大量的N缺陷能捕获光生电子、降低光生电子-空穴复合概率，使氮化碳材料的可见光吸收性能提高。

(2) 在氮气和空气气氛中高温煅烧CoZn-ZIF，可制备ZnO、不同Co、Zn比例的Co₃O₄/ZnO和Co₃O₄可见光催化剂，Co₃O₄/ZnO的最佳负载比例为Co∶Zn = 5∶1。以G-C₃N_x 为载体，使用热溶剂法/原位负载法可分别将纳米Fe₃O₄和不同Co、Zn比例的Co₃O₄/ZnO负载到G-C₃N_x 表面。Fe₃O₄和Co₃O₄/ZnO的引入没有改变G-C₃N_x 的形貌，制备出的Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 复合可见光催化剂活性最强，在150 min内对MB的降解率为95.4%，降解的主要活性物种为1O₂和·OH。这种催化剂还具有良好的循环利用性和耐光学腐蚀性。

(3) 在Co₃O₄/ZnO@MG-C₃N_x 复合可见光催化剂体系的光生载流子的产生和迁移过程中，N缺陷和(多价态)过渡金属催化剂之间的异质结构极大地降低了光生电子-空穴的复合概率，从而使其光催化性能提高。