一种新型等离子体共振效应调控的Ag/Ag₃PO₄/C₃N₅ S型异质结光催化材料高效降解左氧氟沙星抗生素

摘要

抗生素在自然水体中的含量不断升高，引发的水体污染对社会的可持续发展构成了巨大威胁。光催化技术是一种高效且环保的环境净化技术，在解决环境污染方面具有巨大的应用前景。C₃N₅是一种性能优越的非贵金属光催化剂。然而，该催化剂的应用面临着一些挑战，比如光反应动力学较慢和光生载流子快速复合的问题。近期的研究表明，构筑独特的S型异质结是获得优良光催化剂的一种有效策略。因此，通过一种简易的制备方法成功构筑了一种等离子体效应协同的Ag/Ag₃PO₄/C₃N₅ S型异质结光催化材料。由于等离子体效应和S型异质结的协同作用，Ag/Ag₃PO₄/C₃N₅异质结展现出优异的吸收太阳光的能力、高效分离光生载流子的能力以及强大的光氧化还原能力，能够在太阳光的激发下有效产生大量的·OH和·O₂^-自由基。因此，Ag/Ag₃PO₄/C₃N₅表现出卓越的光催化性能，对左氧氟沙星（LEV）的降解速率常数高达0.0362 min^-1，比C₃N₅、Ag₃PO₄和Ag₃PO₄/C₃N₅分别提高了24.8、1.1和0.7倍。此外，Ag/Ag₃PO₄/C₃N₅异质结具有出色的抗外界环境干扰性和可重复使用性。该研究为C₃N₅基光催化剂材料在环境净化方面迈出了坚实的一步。

关键词

离子体共振效应 / C₃N₅ / S型异质结 / 协同效应 / 抗生素去除 / 内建电场

基金资助

国家自然科学基金(U1809214);; 浙江省自然科学基金(LY20E080014,LTGN23E080001);; 舟山科技项目(2022C41011)资助