AgNbO3/Ag3PO4异质结光催化剂高效降解罗丹明B的性能与机制研究

针对有机染料污染治理难题，研究人员通过水热合成与原位沉淀技术构建了AgNbO3/Ag3PO4异质结光催化剂。实验表明，该材料在可见光下60分钟内对RhB降解率高达94.77%，且循环稳定性优异，为环境修复提供了绿色高效的解决方案。

　　

随着工业化和城市化进程加速，有机染料污染已成为全球性环境挑战。罗丹明B（RhB）作为典型有毒难降解染料，其神经毒性、致癌性及环境持久性对生态系统和人类健康构成严重威胁。传统污水处理技术难以有效去除这类污染物，而半导体光催化技术因其太阳能驱动特性被视为理想解决方案。然而，单一光催化剂如AgNbO₃（带隙约2.8 eV）存在载流子复合率高的问题，Ag₃PO₄虽具高氧化能力却易发生光腐蚀。针对这些瓶颈，吉林省自然科学基金资助的研究团队创新性地设计了AgNbO₃/Ag₃PO₄异质结体系，相关成果发表在《Journal of Alloys and Compounds》。

研究采用水热合成结合原位沉淀法制备材料，通过X射线衍射（XRD）分析晶体结构，紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）测定光吸收性能，液相色谱-质谱联用（LC-MS）解析降解路径。

材料表征
XRD证实成功构建异质结，特征峰位于2θ=31.8°（AgNbO₃的（114）晶面）和39.5°（Ag₃PO₄的（210）晶面）。UV-Vis显示复合材料可见光吸收范围显著拓宽。

光催化性能
在60分钟可见光照射下，异质结对RhB降解效率达94.77%，远超单一组分（AgNbO₃ 13.10%，Ag₃PO₄ 72.06%），总有机碳（TOC）去除率为50.76%。循环实验表明，四次重复使用后活性仅下降7.2%，证明其优异稳定性。

机制分析
能带结构测定显示AgNbO₃的导带（CB）位置高于Ag₃PO₄，促进电子定向转移，抑制复合。LC-MS检测到N-去乙基化、共轭结构破坏等中间产物，揭示了RhB的逐步矿化路径。

该研究通过能带工程构建的II型异质结（type-II heterojunction）实现了载流子高效分离，同时抑制Ag₃PO₄光腐蚀。提出的绿色合成方法具有成本低、操作简便等优势，为设计高效稳定的可见光催化剂提供了新思路，对工业废水治理具有重要应用价值。研究还开创性地将AgNbO₃应用于染料降解领域，拓展了钙钛矿氧化物（perovskite oxide）的环境应用场景。