新型三元双Z型g-C3N4/Ag6Si2O7/AgBr异质结的可见光催化性能研究及其环境净化应用

针对传统光催化剂电荷分离效率低、光谱响应范围窄的问题，浙江工业大学团队通过一步共沉淀法构建了新型双Z型g-C3N4/Ag6Si2O7/AgBr(CNASAB)三元异质结。该催化剂对RhB的6分钟完全降解效率达单组分的73.7倍，TC降解率2分钟达63.38%，其拓宽的光谱响应和降低的电化学阻抗为有机污染物治理提供了新策略。

　　

在环境污染治理领域，光催化技术自上世纪70年代被发现以来，始终面临两大核心挑战：如何提高光生载流子分离效率，以及如何扩展材料的光谱响应范围。传统单组分催化剂如石墨相氮化碳(g-C₃N₄)虽具有可见光响应和化学稳定性，但其电荷分离效率不足；而银基材料如Ag₆Si₂O₇虽具有窄带隙(1.6-1.7 eV)优势，却存在比表面积小的缺陷。浙江工业大学郑小华团队创新性地将三者优势整合，通过精准设计双Z型电子转移路径，开发出具有突破性性能的三元异质结催化剂。

研究采用一步共沉淀法，在g-C₃N₄/Ag₆Si₂O₇二元体系基础上引入AgBr第三组分，构建了g-C₃N₄/Ag₆Si₂O₇/AgBr(CNASAB)三元异质结。关键技术包括：紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)分析光谱响应范围，光致发光光谱(PL)和电化学阻抗谱(EIS)评估电荷分离效率，以及N₂吸附-脱附测试测定比表面积。

BET分析显示最优组分CNASAB6的比表面积达13.12 m²/g，是g-C₃N₄的2倍。光催化性能测试表明：该催化剂对RhB的降解速率是单组分g-C₃N₄、Ag₆Si₂O₇和AgBr的73.7倍、53.0倍和6.8倍；对TC的2分钟降解效率达63.38%。机理研究证实双Z型结构通过建立"电子高速公路"，既加速了e^--h⁺对分离，又保留了各组分的强氧化还原能力。

这项发表于《Inorganic Chemistry Communications》的研究，不仅为复杂有机污染物降解提供了CNASAB6这一高效催化剂，更重要的是建立了"三元双Z型"异质结设计范式。其创新点在于：通过AgBr的桥梁作用优化了g-C₃N₄与Ag₆Si₂O₇的界面耦合，使可见光利用率提升至近红外区。该工作为开发新一代环境净化材料提供了理论指导和技术储备，对实现"双碳"目标下的绿色治理具有重要实践意义。