氢激活局部TWIP与TRIP机制增强β型Ti-V-Cr-Al合金力学性能研究

本研究针对水体有机污染物降解难题，通过两步法构建ZnO/Ag2CO3 p-n异质结，实现Z-scheme电荷转移路径，使四环素降解率达97.4%，循环5次仍保持73.4%活性，为环境修复提供高效稳定光催化剂设计新策略。

　　

随着21世纪全球人口增长和社会经济发展，水污染问题日益严峻，传统物理、化学和生物处理方法对难降解有机污染物效率低下。半导体光催化技术因其高效、环保特性成为研究热点，其中氧化锌（ZnO）虽具优异催化性能，但宽禁带（3.09 eV）导致仅能利用4%紫外光，且载流子复合率高。吉林大学（根据资助项目YDZJ202501ZYTS328推断）的研究团队创新性地通过水热-共沉淀两步法构建ZnO/Ag₂CO₃(Z/AC) p-n异质结，在《Materials Science and Engineering: A》发表的研究揭示了Z-scheme电荷转移机制对提升光催化性能的关键作用。

研究采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）等技术表征材料，通过瞬态光电流、自由基捕获实验等系统评估性能。结果显示：5 μm纤锌矿-ZnO纳米纺锤体（NSs）表面均匀负载50-200 nm单斜相Ag₂CO₃纳米颗粒（NPs），形成比表面积达13.78 m²/g的介孔结构，光致发光强度降低65.1%，带隙缩至2.88 eV。最优配比Z/AC-4异质结对四环素（TC）的降解率高达97.4%，自由基捕获实验证实·OH起主导作用，5次循环后仍保持73.4%活性。

【材料制备】
水热法合成ZnO NSs，共沉淀法负载Ag₂CO₃ NPs，通过调控Ag₂CO₃与ZnO质量比获得系列Z/AC异质结。

【结构表征】
XRD证实ZnO（JCPDS 36-1451）与Ag₂CO₃（JCPDS 26-0339）成功复合；SEM显示Ag₂CO₃ NPs均匀锚定在ZnO NSs表面；BET测试表明异质结介孔结构使比表面积提升7.6倍。

【性能评估】
紫外-可见漫反射显示Z/AC-4可见光吸收边红移；瞬态光电流密度提升3倍；电子顺磁共振（EPR）检测到·O₂^-和·OH信号，证实Z-scheme机制促进电荷分离。

【机理探讨】
能带结构分析表明，Ag₂CO₃（ECB=-0.45 eV）与ZnO（ECB=-0.5 eV）形成内建电场，光生电子通过Z-scheme路径转移，有效抑制复合率，使·OH产率提升2.8倍。

该研究不仅阐明Z-scheme异质结增强光催化的物理机制，更通过可循环设计推动实际应用。相比Alexandro S. Sá等报道的Ce掺杂ZnO（70%降解率）和Jeronimo的La/Cu共掺杂ZnO（99.5%效率），本研究在保持高活性同时显著提升稳定性，为复杂水体污染物治理提供新思路。