Ag-TiO2异相/异质结光电催化材料：SPR与d带协同工程实现抗生素和染料的广谱高效降解

本文推荐了一种新型Ag-TiO2异相/异质结纳米催化材料（Ag-TiO2 HNMs），通过协同表面等离子体共振（SPR）效应和d带中心调控（Ti d-band downshifting），显著提升TiO2的光电催化性能。该材料实现了甲基橙（MB）100%降解及多种抗生素83.50–97.19%的广谱去除，速率常数较纯TiO2提高3倍（3.97×10?2 vs. 1.33×10?2 min?1），且循环稳定性优异（5次后效率保持93.42%），为复杂废水处理提供了新策略。

　　

Highlight

实验部分

Ag-TiO₂ HNMs复合材料的制备过程如方案1所示，该示意图展示了异相/异质结催化剂形成的合成步骤。通过阳极氧化、化学浸渍和高温煅烧在钛网上合成银负载的TiO₂纳米材料，如方案1所示。通过阳极氧化在钛网上生长TiO₂纳米网，并通过贵金属掺杂和高温煅烧形成异相，以提高...

Ag-TiO₂ HNMs的制备与表征

图1a展示了合成材料的Rietveld精修XRD图谱。Ag-TiO₂ HNMs显示出锐钛矿（101, 25.20°）和金红石（110, 27.34°）的特征衍射峰（PDF #21-1272），Rietveld精修量化了相组成：锐钛矿（50.21%）、金红石（31.65%）和金属银（18.14%，PDF #04-0783）。锐钛矿与金红石的比例（约1.6:1）支持了DFT模型的双相异质结框架（为计算效率简化为1:1，并通过...

结论

我们合成了Ag-TiO₂ HNMs，通过异相/异质结工程增强了光生电荷分离，解决了可降解污染物种类有限的问题。DFT模拟证实了实验结果，揭示了导带电子在Ag 4d轨道内的积累导致了杂化的Ag 4d–O 2p界面态的形成。这种杂化通过下移Ti d带中心来优化π-d轨道的相互作用...