以木质素为载体的Ag-/Mo掺杂Ce?O?S?氧化硫化物催化剂，用于可见光驱动的水分解反应，这是一种实现氢气生成和4-硝基酚还原的绿色方法

《Journal of Water Process Engineering》：Lignin-supported Ag-/Mo-doped Ce 4O 4S 3 oxysulfide catalyst for visible-light-driven water-splitting as a green way of H 2 evolution and 4-nitrophenol reduction

光催化分解水、木质素载体、催化剂性能优化、三金属纳米材料、硝基苯还原|

　　这项研究探讨了利用木质素作为载体材料，合成含有银和钼的Ce?O?S?氧化硫化物纳米材料，并评估其在光催化氢气生成和4-硝基苯酚（4-NP）还原反应中的性能。木质素因其复杂的分子结构和丰富的官能团，被广泛认为是一种具有潜力的催化剂载体材料。它的三维分子结构不仅有助于控制催化剂的尺寸和分布，还能增强催化剂的稳定性和可重复使用性。通过在不同pH条件下制备的木质素，研究人员成功合成了Ag-/Mo-doped Ce?O?S?@Ln纳米材料，并发现其在特定条件下表现出优异的催化性能。

研究发现，在pH值为6.5时制备的Ag-/Mo-doped Ce?O?S?@Ln-1材料在光催化氢气生成反应（PHER）中表现出最佳的催化活性。实验结果显示，在使用30毫克催化剂的情况下，该材料在420纳米波长下实现了每小时17.46%的表观量子效率（AQE），并且在135分钟内完成了91.4%的4-NP还原。这些结果表明，木质素作为载体不仅有助于提高催化剂的稳定性，还通过其表面的官能团和多孔结构，为反应物提供了吸附位点，从而加快了反应动力学并提升了整体的光催化性能。

此外，木质素的表面结构特征，如比表面积和孔隙分布，对催化剂的性能有着重要影响。研究发现，不同pH值的木质素在结构上存在差异，这些差异直接影响了Ag-/Mo-doped Ce?O?S?纳米材料的分散性和稳定性。因此，通过调控木质素的pH值，可以优化催化剂的性能，使其在可见光条件下更高效地进行光催化反应。木质素的多孔结构和丰富的官能团不仅能够促进反应物的吸附，还能增强催化剂的表面活性，从而提升其在光催化反应中的表现。

在光催化氢气生成方面，氢气作为一种清洁能源，其生产过程被认为是解决能源危机的一种生态友好的方法。光催化水分解产生的氢气具有无污染、可再生等优点，因此在绿色能源开发中具有重要意义。本研究通过利用木质素作为载体，合成的Ag-/Mo-doped Ce?O?S?@Ln纳米材料在可见光照射下能够有效促进水分解反应，生成氢气。这种材料的结构特点使其能够提高光生电子的迁移效率，同时增强光生载流子的分离能力，从而提升整体的光催化性能。

在4-NP还原反应中，研究发现，Ag-/Mo-doped Ce?O?S?@Ln-1材料在pH值为6.5时表现出最佳的还原性能。实验结果显示，该材料在135分钟内能够完成91.4%的4-NP还原，显示出其在废水处理中的应用潜力。4-NP是一种常见的有机污染物，其去除对于环境保护具有重要意义。木质素作为载体材料，能够提供丰富的活性位点，促进4-NP的吸附和反应，从而提高催化效率。

研究还指出，多金属纳米材料相比单金属纳米材料具有更高的催化活性和选择性。这是因为多金属纳米材料能够通过元素间的协同作用，产生晶格应变效应、几何效应和电子电荷转移效应，从而增强其催化性能。然而，由于纳米材料具有较小的尺寸，容易发生聚集，这会降低其比表面积和催化效率。因此，选择合适的载体材料，如木质素，能够有效防止纳米材料的聚集，提高其稳定性，并增强催化性能。

木质素作为一种天然的生物聚合物，其复杂的分子结构和丰富的官能团使其成为一种理想的催化剂载体材料。木质素的多孔结构和表面官能团不仅能够促进催化剂的分散，还能增强其稳定性，提高催化活性。通过在不同pH条件下制备木质素，研究人员能够优化催化剂的性能，使其在光催化反应中表现出更好的效果。此外，木质素的结构特点使其能够作为催化剂的前驱体，用于合成高比表面积的纳米多孔碳材料，从而进一步提升催化剂的性能。

研究还验证了三元金属纳米材料在结构调控和电子化学性质方面具有更好的催化性能。与二元和单元金属纳米材料相比，三元金属纳米材料能够通过更复杂的相互作用，提高催化效率和选择性。因此，未来的研究可以进一步探索三元金属纳米材料的合成方法，并评估其在不同催化反应中的表现。通过优化催化剂的结构和组成，可以开发出更高效、更稳定的催化剂，以满足实际应用的需求。

本研究的成果表明，木质素作为催化剂载体材料具有广阔的应用前景。它不仅能够提高催化剂的稳定性，还能增强其催化活性，使其在可见光条件下更高效地进行光催化反应。通过调控木质素的pH值，可以优化催化剂的性能，使其在不同反应中表现出更好的效果。此外，木质素的结构特点使其能够作为催化剂的前驱体，用于合成高比表面积的纳米多孔碳材料，从而进一步提升催化剂的性能。

研究还强调了木质素在绿色化学和可持续发展中的重要性。作为一种可再生资源，木质素能够为催化剂的合成提供天然的载体材料，减少对传统合成方法的依赖。通过利用木质素的表面官能团和多孔结构，可以提高催化剂的分散性和稳定性，使其在实际应用中更具优势。因此，未来的研究可以进一步探索木质素在催化剂合成中的应用，开发出更多高效、环保的催化剂材料。

综上所述，这项研究通过利用木质素作为载体材料，成功合成了Ag-/Mo-doped Ce?O?S?@Ln纳米材料，并评估了其在光催化反应中的性能。研究发现，木质素的结构特点和表面官能团能够有效提高催化剂的稳定性、分散性和催化活性，使其在可见光条件下表现出优异的性能。通过调控木质素的pH值，可以优化催化剂的性能，提高其在不同反应中的表现。这项研究为开发新型、高效、稳定的催化剂提供了新的思路和方法，具有重要的科学和应用价值。