Ag负载增强Bi2 WO6 :Yb3+ ,Er3+ 全光谱光催化性能及其在抗生素降解中的应用

针对红外光利用率低制约光催化技术发展的难题，研究人员通过构建Bi2 WO6 :Yb3+ ,Er3+ /Ag复合体系，利用Ag负载形成的肖特基结（Schottky junction）和局域表面等离子体共振（LSPR）效应协同优化能带结构，实现可见光/近红外光双驱动光催化性能提升，为复杂水体中抗生素污染治理提供新策略。

　　

随着抗生素在环境中的持续积累，耐药菌问题已威胁全球公共卫生安全。传统水处理技术对低浓度抗生素去除效率有限，而现有光催化材料因能带限制难以有效利用占太阳光谱50%以上的红外光。尽管稀土离子（如Yb³⁺
/Er³⁺
）掺杂可通过上转换过程拓展红外响应，但其窄吸收截面和低能量转换效率仍制约着全光谱催化性能。

针对这一挑战，国内研究人员在《Journal of Rare Earths》发表研究，创新性地将贵金属Ag与稀土掺杂Bi₂
WO₆
复合，通过一步水热法制备出Bi₂
WO₆
:Yb³⁺
,Er³⁺
/Ag光催化剂。研究团队采用紫外光电子能谱（UPS）、时间分辨荧光光谱等技术证实：Ag纳米颗粒不仅形成肖特基结促进电荷分离，其局域表面等离子体共振（LSPR）效应产生的热电子注入可同时增强可见光与近红外光驱动的独立光催化过程。

关键技术方法
研究通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）表征材料结构，结合紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）分析光学性质；采用光电流响应和电化学阻抗（EIS）评估电荷分离效率；以四环素（TCH）、诺氟沙星（NFX）等混合抗生素为靶标污染物，在模拟太阳光下测试实际水样的降解性能。

研究结果
结构表征：XRD显示Yb³⁺
/Er³⁺
掺杂和Ag负载未改变Bi₂
WO₆
正交晶相，SEM观察到Ag纳米颗粒均匀分散于花状微球表面。
光学性能：Ag负载使材料在可见和近红外区吸收显著增强，LSPR效应将TCH降解表观速率常数提升2.3倍。
机制验证：UPS证实Ag使费米能级负移0.38 eV，时间分辨荧光显示载流子寿命延长4.7倍，证实LSPR热电子注入与肖特基结协同优化电荷分离。
实际应用：在含TCH、NFX、环丙沙星（CIP）和左氧氟沙星（LEV）的实际水样中，复合材料对混合抗生素的降解率达92.1%，显著优于单一稀土掺杂体系。

结论与意义
该研究通过Ag与稀土离子的协同作用，突破传统上转换材料效率瓶颈，首次实现LSPR效应对近红外光催化过程的增强。Bi₂
WO₆
:Yb³⁺
,Er³⁺
/Ag复合材料兼具全光谱响应能力和抗复杂水体干扰特性，为开发高效太阳能驱动环境修复技术提供新思路，对解决抗生素污染这一全球性环境问题具有重要实践价值。