双LSPR域修饰硫掺杂g-C3N4复合材料：光热协同增强四环素降解与抗菌性能研究

本文设计了一种双局域表面等离子体共振（LSPR）域（MoO3-x-Ag）修饰的硫掺杂石墨相氮化碳（SCNMA）复合材料，通过Ag纳米颗粒作为光学天线增强MoO3-x的光热转换效率，实现了紫外-近红外（NIR）全光谱吸收。该材料在120分钟内降解81.3%四环素（TC），并展现优异抗菌活性，为复杂废水处理提供了新策略。

　　

Highlight

光催化技术被公认为废水处理领域的环境友好型方法。然而，光催化剂对太阳能的吸收和利用能力有限，仍是开发高效光催化材料的关键瓶颈。本研究设计了双LSPR域（MoO_3-x-Ag）修饰的硫掺杂g-C₃N₄（SCNMA），其中宽带等离子体银纳米颗粒作为光学天线，增强了MoO_3-x在g-C₃N₄上的光热转换效率。值得注意的是，MoO_3-x和Ag与SCN的结合成功实现了从紫外到近红外光的全光谱吸收。优化的界面电荷转移路径增强了光生载流子的分离，协同促进了四环素的光热降解效率。

Material characterization

通过场发射扫描电镜（SEM）观察表面形貌和内部微观结构（图1a-c）。图1a显示SCN材料具有薄层结构，图1b表明SCNM纳米复合材料通过引入MoO_3-x形成了超薄层状结构。与纯SCN的光滑表面相比，SCNM表现出明显的粗糙化特征，表明MoO_3-x的成功负载。

Conclusions

本研究中，SCNMA复合材料通过两步热聚合法合成，展现出卓越的抗菌性能和四环素（TC）高效降解能力。在可见光照射下，120分钟内降解81.3%的TC，并几乎100%灭活大肠杆菌。此外，在近红外光下180分钟降解率达55.0%。高性能归因于催化剂设计——通过双LSPR域拓宽光吸收范围，同时优化电荷分离路径，为复杂废水处理提供了创新解决方案。