三维互穿和多级孔结构碳材料是水处理中高效的催化剂载体，但是建立多级孔结构与催化降解性能之间的关系仍然是一个艰巨的挑战。对此，通过原位合成、冷冻干燥和热解碳化的方法制备了一种含有铁基催化剂（Fe_xO_y）的高度多孔的二氧化硅（SiO₂）/纤维素基碳气凝胶，SiO₂的添加诱导了多级孔结构和三维互穿的片状网络结构的形成，同时也起到N掺杂的作用。SiO₂破坏了纤维素晶体结构，铁基催化剂促进了糖苷键的断裂，共同促进了富电子石墨状碳骨架的形成。独特的微观结构有利于反应物的扩散和电子在催化过程中的传输，从而提高了碳气凝胶的催化降解性能。因此，仅添加5 mg的Fe_xO_y/SiO₂纤维素基碳气凝胶，在光催化和Fenton反应的协同作用下，在60分钟内的光照下对四环素的催化降解效率高达90％。本研究提出的巧妙结构设计为多级孔结构碳气凝胶的催化降解性能提供了新的见解，开辟了制备具有高效催化性能的纤维素基碳气凝胶催化剂的新途径。

Jia-Xin Ren#, Shi-Peng Chen#, De-Long Li, Meng-Lin Wang, Jin-Long Zhu, Gan-Ji Zhong, Hua-Dong Huang*, Zhong-Ming Li, Hierarchically porous cellulose-based carbon aerogels with N-doped skeletons and encapsulated iron-based catalysts for efficient tetracycline catalytic degradation. International Journal of Biological Macromolecules. 2024, 261, 129829. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.129829.