等离子体激元增强的Au@S,O-GCN/WO3纳米复合材料用于罗丹明B染料光降解研究

本研究针对有毒染料导致的水污染问题，开发了等离子体增强的金修饰硫氧共掺杂石墨氮化碳-三氧化钨(Au@S,O-GCN/WO3)纳米复合材料。通过水热-固相退火与激光烧蚀法制备的该催化剂在160分钟紫外-可见光照射下对RhB染料降解率达81.25%，速率常数0.01 min?1，凸显其在环境修复中的应用潜力。

　　

水体系中有毒染料造成的污染已成为严峻的环境挑战，亟需开发可持续治理方案。尽管石墨氮化碳(GCN)作为光催化剂被广泛研究，但其电子-空穴对快速复合的缺陷限制了催化效能。为此，科研团队设计了一种等离子体增强的金纳米颗粒修饰硫氧共掺杂石墨氮化碳-三氧化钨纳米复合材料(Au@S,O-GCN/WO₃)，用于罗丹明B(RhB)染料的光催化降解。

该复合材料通过简易的水热法和固相退火工艺结合激光烧蚀技术制备而成。能量色散X射线光谱(EDS)与元素映射分析证实，金纳米颗粒(AuNPs)和硫氧共掺杂石墨氮化碳(S,O-GCN)成功整合于GCN基质中。三氧化钨(WO₃)和金纳米颗粒的引入显著提升了光催化性能，其主要机制源于增强的电荷分离效率。

实验数据显示：10毫克Au@S,O-GCN/WO₃光催化剂在紫外-可见光照射160分钟后，对RhB染料的降解效率达到81.25%，反应速率常数为0.01 min^?1，半衰期为69分钟。机理研究表明，该过程主要由空穴驱动，活性氧物种(ROS)起次要作用。循环实验证明该材料具备多次重复使用的稳定性。

这些发现表明，Au@S,O-GCN/WO₃纳米复合材料在紫外-可见光环境下具有作为高效光催化剂用于环境污染治理的潜力。