碳量子点微环境调控TiO2负载CuAg双金属催化剂实现VOCs光热协同降解

本研究针对TiO2基光催化剂存在的光吸收有限与光-物质相互作用效率低的问题，开发了CQDs/CuAg/TiO2三元复合催化剂。通过碳量子点（CQDs）调控CuAg-TiO2界面微环境，增强局域表面等离子体共振（LSPR）效应，优化光谱吸收范围与载流子分离效率。该设计在3倍太阳光下实现甲苯矿化活性为TiO2的4.0倍，为低贵金属依赖的高效光热催化VOCs降解提供了新策略。

　　

二氧化钛（TiO₂）基光催化剂虽被广泛研究，但其实际应用受限于狭窄的光吸收范围和低效的光-物质相互作用。本研究开发了一种新型三元复合催化剂——碳量子点（CQDs）与铜银双金属纳米颗粒（CuAg）共修饰的TiO₂载体材料（CQDs/CuAg/TiO₂），用于挥发性有机物（VOCs）的光热协同催化降解。

低维碳量子点通过几何与电子协同效应，精准调控CuAg-TiO₂界面微环境，诱导电子重新分布，并显著放大铜银纳米颗粒的局域表面等离子体共振（LSPR）效应。这种微环境调控策略不仅优化了材料的光谱吸收范围，提高了光生载流子的产生与分离效率，还增强了热电子介导的VOCs分子活化能力与光热协同效应。

该三元催化剂设计在降低贵金属依赖性的同时，实现了显著的光热协同性能。在3倍模拟太阳光照条件下，CQDs/CuAg/TiO₂对甲苯的矿化活性分别达到纯TiO₂和CuAg/TiO₂的4.0倍和1.6倍。本研究为高性能光热催化剂的开发提供了经济、可扩展的新路径，对推动太阳能驱动的环境修复技术具有重要意义。