随着纺织业的快速发展，大量含有合成染料的废水被排放，这类废水具有毒性、致癌性且难以分解，对人类健康和水生环境构成严重威胁[[1], [2], [3]]。在各类染料中，亚甲蓝、罗丹明B和甲基橙因其光谱特性和结构多样性，被广泛用作光催化研究中的模型污染物[[4], [5], [6]]。传统的处理方法如吸附、混凝和生物降解往往无法彻底清除污染物，还会产生新的废弃物[[7], [8], [9]]。因此，基于半导体的异质光催化技术作为一种绿色替代方案应运而生，它能够利用太阳光或人造光将有机污染物分解为二氧化碳、水和无机离子[[10], [11], [12]]。
ZnO因其高活性、环境安全性和化学稳定性，成为研究最多的光催化剂之一[13]。然而，其较宽的带隙（约3.2电子伏特）限制了其对紫外光的吸收，而较高的电子-空穴复合率则降低了其量子效率[14,15]。通过引入互补离子进行共掺杂，可以有效缩小带隙、形成缺陷态并改善电荷分离效果[16,17]。铈元素尤其具有优势，因为Ce3?/Ce??氧化还原对能够捕获光生电子，抑制其复合[18,19]；银元素则可通过局域表面等离子体共振增强对可见光的吸收，同时在ZnO与银的界面形成肖特基结，有助于电荷传输[20,21]。
已有不少研究探讨了Ce/Ag共掺杂对ZnO性能的影响。ZnO/CeO?复合材料通过Ce3?/Ce??氧化还原循环以及与氧空位相关的表面态，实现了高效的污染物降解[22]；而Ce-ZnO/壳聚糖复合材料则由于增强了电子捕获能力并抑制了材料聚结，能在40分钟内完全降解罗丹明B[23]。一种Ce-Ag-ZnO/聚苯胺纳米复合材料在可见光作用下60分钟内即可完全降解酸性蓝113，其降解速率常数为0.096分钟?1，该过程中OH•是主要的活性物种[24]；不过，导电性的聚苯胺基质本身也会参与电荷传输和吸附过程，使得Ce/Ag共掺杂的作用难以被准确识别。总体而言，Ce/Ag-ZnO的光催化性能受掺杂浓度、银在晶格和表面的存在形式、缺陷浓度以及界面结构等多种因素影响，而在无聚合物体系中，这些因素尚未得到全面研究[25,26]。
目前关于稀土/过渡金属共掺杂ZnO体系的研究仍存在一些局限。水热法合成的Ce/Fe-ZnO在氙灯照射下210分钟内即可实现98.5%的亚甲蓝降解率[27]；共沉淀法制备的La/Ce-ZnO在紫外线照射下35分钟内即可几乎完全降解罗丹明B[28]。溶胶-凝胶法制备的Mg/La-ZnO在UVA光作用下可去除91.18%的罗丹明B[29]；沉淀法合成的Co/Fe-ZnO则能在160分钟内同时降解多种污染物，其中罗丹明B的降解率为96.07%，亚甲蓝为92.98%，甲基橙为90.77%[30]。其他如Cu/Ce、La/Ag和Co/Ce-ZnO等体系主要研究了其结构和光学性质，尚未提供相应的光催化性能数据[[31], [32], [33]]。尽管已有诸多进展，但仍存在三个关键问题：一是依赖高温煅烧等能耗较高的合成方法；二是评估主要在紫外线或高强度人造光源下进行，而非可见光条件；三是目前还缺乏无需聚合物、通过绿色方法合成且具备多污染物降解能力和可重复使用性的体系。
近年来，利用植物提取物进行绿色合成逐渐受到重视，被视为一种环保且经济高效的替代方法[34,35]。植物提取物中的多酚、黄酮类化合物及其他生物分子可作为多功能还原剂、封端剂和稳定剂，帮助制备出分散性良好、表面缺陷和氧空位较多的纳米颗粒[36,37]。其中，富含薄荷醇、薄荷酮及多酚类成分的薄荷叶提取物，已被证明是一种非常有效的天然还原剂[[38], [39], [40]]。
据我们所知，目前还没有研究将薄荷叶提取物介导的Ce/Ag共掺杂ZnO绿色合成方法与系统的银含量优化、基于XPS的机理分析以及可见光条件下对多种结构不同染料的同步降解相结合。本研究正是为弥补这些不足而开展的：我们以薄荷叶提取物作为还原剂和封端剂，系统地改变银的含量（0–6wt.%），并通过XPS价态分析和清除实验来探究其光催化机理。本研究的主要创新点包括：一是通过薄荷叶提取物实现了绿色合成，得到了缺陷相关的氧环境更为丰富的纳米结构，这一结论得到了拉曼光谱和XPS分析的支持；二是通过系统改变银含量，确定了Ce/Ag-ZnO体系中的饱和限值以及次生相形成的临界条件；三是通过XPS价态分析，研究了Ce3?/Ce??氧化还原循环与Ag?介导的电子捕获作用作为两种互补的电荷分离机制。这些研究结果为理解共掺杂化学、缺陷相关的氧环境以及电荷分离机制与可见光光催化性能之间的关系提供了理论依据，也为设计高效、可持续的水净化光催化剂提供了指导。
