三金属AgPdAu合金纳米颗粒的合成表征及其在废水亚甲基蓝与甲基橙高效催化降解中的应用

本研究针对工业废水中难降解有机染料污染问题，开发了新型AgPdAu三金属合金纳米颗粒（TANPs）。通过化学合成法获得球形结构催化剂，在NaBH4存在下实现亚甲基蓝（MB）20秒超快降解（速率常数19.353 min?1）和甲基橙（MO）30秒高效脱色（6.794 min?1），其协同效应显著优于单/双金属纳米颗粒，为纺织废水处理提供了高效稳定的催化解决方案。

　　

水污染治理是当前全球面临的重大环境挑战，其中纺织工业排放的含偶氮染料废水尤为棘手。这类染料如亚甲基蓝（MB）和甲基橙（MO）不仅具有强致癌性，还会破坏水生生态系统平衡。尽管现有吸附、膜过滤等技术能部分解决问题，但开发高效、可重复使用的催化材料仍是研究热点。传统单金属催化剂效率有限，而三金属纳米颗粒（TNPs）因其独特的电子结构和协同效应展现出巨大潜力。

韩国庆北大学Yeon-Tae Yu团队在《Inorganic Chemistry Communications》发表的研究中，创新性地采用CTAB/CTAC表面活性剂体系，通过化学还原法一步合成AgPdAu三金属合金纳米颗粒（TANPs）。该研究通过透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）证实了球形结构和银富集表面特征，并系统评估了其对MB和MO的催化性能。关键技术包括：1）化学共还原法构建三金属合金结构；2）紫外-可见光谱实时监测染料降解动力学；3）使用NaBH₄作为还原剂模拟实际废水处理条件。

【Formation and structural characterization of AgPdAu TANPs】
TEM显示合成的纳米颗粒呈均匀球形（直径约15 nm），XRD谱线证实了三金属合金相的形成。XPS分析揭示表面银原子占比达58.7%，这种独特的电子结构为催化活性位点暴露创造了条件。

【Catalytic performance evaluation】
在MB降解实验中，仅需25 μL催化剂即可在20秒内完成转化，表观速率常数高达19.353 min^?1，较单金属银纳米颗粒提升近40倍。对于更难降解的MO，100 μL催化剂在30秒内实现完全脱色，且循环使用5次后活性保持率超过90%。

【Conclusions】
该研究首次证实AgPdAu TANPs中三金属协同效应能显著提升催化活性：1）银富集表面促进电子转移；2）钯金核增强结构稳定性；3）合金化效应优化d带中心位置。这种"核-壳"电子结构使表观活化能降低至传统催化剂的1/3，为设计高效废水处理催化剂提供了新思路。

讨论部分指出，该材料的工业化应用仍需解决大规模制备成本问题，但其在常温常压下的高效催化特性，特别适合处理高浓度染料废水。作者建议未来可探索其在其他持久性有机污染物（如全氟化合物）降解中的应用潜力。研究获得韩国国家研究基金会（NRF）和RIS