双助催化剂工程增强钙钛矿半导体光生电荷分离及其在水净化中的应用

这篇研究通过顺序光沉积法在Al掺杂SrTiO3(STO:Al)表面构建了Ag(还原)/NiOx-CoOx(氧化)双助催化剂体系，实现了光生电荷的空间分离与反应动力学优化。UV-Vis表征显示Ag表面等离子共振(SPR)与过渡金属氧化物本征跃迁协同拓展了可见光响应，三元催化剂Ag/STO:Al/CoOx对10 mg/L亚甲基蓝(MB)的降解率达96.7%，为开发高效钙钛矿光催化剂提供了新策略。

　　

Highlight

双助催化剂工程通过空间分离氧化还原位点显著提升光催化性能，其中Ag/STO:Al/CoOx体系展现出最优异的污染物降解效率。

Morphological properties

SEM和TEM分析揭示了助催化剂在STO:Al表面的精细分布：Ag纳米颗粒(10-15 nm)呈现均匀分散的暗区(图1a,d)，而NiOx/CoOx则以片状结构覆盖在晶格表面(图1b,e)。高分辨图像证实这些助催化剂仅负载于材料表面而未嵌入晶格，形成了理想的异质界面。

Effect of cocatalyst engineering

在全光谱照射下，双助催化剂体系展现出阶梯式性能提升：Ag/STO:Al/CoOx(96.7%) > Ag/STO:Al/NiOx/CoOx(92.2%) > Ag/STO:Al/NiOx(86.3%)。这种差异源于CoOx更优的空穴传输能力与Ag的电子捕获协同效应，通过电化学阻抗谱(EIS)证实其电荷转移电阻降低了3-5倍。

Conclusion

该研究成功构建了具有空间分离氧化还原中心的STO:Al基光催化剂，XPS分析表明Ag⁰与Co^2+/3+/Ni^2+/3+的共存态是增强界面电荷转移的关键。这种"一石二鸟"的设计策略为开发低成本高效光催化剂提供了新范式。