可见光响应型Ag/RGO/TiO2三元纳米复合材料的等离子体增强光催化性能研究

针对水体有机污染物难降解问题，研究人员通过微波辐射法构建了可见光响应的Ag/RGO/TiO2三元纳米复合材料。该材料通过Ag等离子体效应和RGO(还原氧化石墨烯)的协同作用，显著提升了对罗丹明B(RhB)的光催化降解效率，其窄带隙设计和增强的电子传导性为环境修复提供了新型绿色解决方案。

　　

随着工业快速发展，水体有机污染物对生态环境和人类健康的威胁日益严峻。传统TiO₂光催化剂因仅响应紫外光且载流子复合率高，难以满足实际需求。为此，来自印度某大学的研究团队在《Nano-Structures》发表研究，通过微波辐射法开发出Ag/RGO/TiO₂三元纳米复合材料，成功将光响应范围拓展至可见光区，并显著提升光催化效率。

研究采用微波辅助合成技术（Monowave 300反应器）、X射线衍射（XRD）、高分辨透射电镜（HRTEM）和X射线光电子能谱（XPS）等表征手段，以罗丹明B为模型污染物评估性能。

XRD分析显示复合材料中TiO₂保持锐钛矿晶型（JCPDS 21-1272），Ag纳米颗粒成功负载但RGO峰因高度分散未显现。光催化测试表明0.02g Ag含量的AGT III样品在可见光下对RhB降解效率最高，归因于Ag等离子体效应引发的带隙窄化和RGO的电子传导增强。机理研究证实该体系通过形成肖特基势垒抑制电子-空穴复合，活性氧物种（ROS）在降解过程中起关键作用。

该研究创新性地将Ag的等离子体效应、RGO的电子传输优势与TiO₂的光敏特性相结合，为设计高效可见光催化剂提供了新思路。其微波合成法具有绿色、高效特点，所得材料在环境修复、抗菌应用及能源转换领域展现多重价值，Aswathy Vijayakumar等作者的工作为多组分纳米复合光催化剂开发树立了典范。