AgVO3修饰铁磷酸盐纳米结构的简易制备及其对硝基苯光催化还原性能的显著提升

针对工业废水中有毒硝基苯(NB)难降解问题，研究人员通过聚合物辅助溶胶-凝胶法合成AgVO3-FePO4异质结光催化剂。该材料通过窄带隙AgVO3(2.5 eV)与FePO4的协同作用，将带隙能量从3.24 eV降至2.6 eV，45分钟内实现NB完全转化为高价值苯胺(AN)，为环境污染物绿色转化提供新策略。

　　

论文解读
硝基苯(NB)作为工业废水中的"顽固分子"，因其高毒性、强稳定性和生物累积性，被美国环保署列为重点管控污染物。这种致癌物不仅威胁生态系统，更通过食物链引发人类基因突变和癌症风险。传统金属均相催化剂虽能将其转化为低毒苯胺(AN)——医药、染料等产业的核心原料，但存在重金属污染、回收困难等痛点。面对这一环境与健康双重挑战，Imam Mohammad Ibn Saud伊斯兰大学的研究团队在《Molecular Catalysis》发表突破性成果，通过设计AgVO₃-FePO₄纳米异质结，实现了可见光下NB的高效绿色转化。

研究采用聚合物模板溶胶-凝胶法制备介孔FePO₄纳米晶，再通过沉淀法负载4-16 wt.%的AgVO₃。通过XRD、BET、UV-Vis等技术系统表征材料结构，结合光电化学测试分析电荷传输机制，最终评估其对NB的光催化还原性能。

关键发现

1. 材料特性：XRD证实成功构建n-n型异质结，12 wt.% AgVO₃样品比表面积达187 m²/g，孔径集中在3-5 nm。UV-Vis显示复合后吸收边红移，带隙从3.24 eV降至2.6 eV。
2. 性能优化：12 wt.% AgVO₃-FePO₄(2.0 g/L)在可见光下45分钟实现NB完全转化，循环5次活性保持95%，显著优于单独组分。
3. 机制解析：瞬态光电流响应增强3.8倍，EIS显示电荷转移电阻降低67%，证实AgVO₃促进电子-空穴(e^--h⁺)分离，并通过Z型机制延长载流子寿命。

该研究不仅为NB污染治理提供高效解决方案，更开创了磷酸盐基异质结在精细化学品绿色合成中的应用范式。通过能带工程精准调控，团队证明AgVO₃与FePO₄的协同效应可突破宽禁带半导体(Eg>3 eV)的光响应限制，为设计新型环境功能材料提供重要参考。