表面等离子体共振增强BiOBr/Ag/Ag2O S型异质结光催化剂降解诺氟沙星的活性：中间产物与作用机制

本文创新性地构建了具有表面等离子体共振（SPR）效应的BiOBr/Ag/Ag2O S型异质结光催化剂，通过Ag纳米颗粒增强光吸收并优化电荷分离效率，实现诺氟沙星（NFX）94%的高效降解。研究结合实验与密度泛函理论（DFT）揭示了载流子传输机制，为设计高性能SPR-S型光催化剂提供了新思路。

　　

Highlight

S型半导体异质结通过提升电荷分离与氧化还原能力显著增强光催化性能。本研究整合BiOBr与Ag₂O并引入Ag纳米颗粒的SPR效应，构建了新型BiOBr/Ag/Ag₂O异质结。

Results and discussions

通过溶剂热-沉淀法成功合成BiOBr/Ag/Ag₂O（图1a）。扫描电镜（SEM）显示其由纳米片自组装成花状结构（图1b-c），Ag/Ag₂O纳米颗粒均匀负载于BiOBr表面（图1d）。X射线衍射（XRD）证实复合材料中BiOBr与Ag/Ag₂O的晶相共存（图2a）。紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）显示SPR效应使吸收边红移至近红外区（图2b）。光电化学测试表明，复合材料的光电流响应强度是纯BiOBr的3.2倍（图3a），证实S型界面内建电场有效促进电荷分离。

Conclusion

BiOBr/Ag/Ag₂O S型异质结兼具SPR增强的光吸收与高效载流子分离能力，对NFX的降解率（94%）显著优于单一组分。循环实验显示其稳定性良好，自由基捕获实验与DFT计算共同阐明了电子转移路径与降解机制。