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?華科/中南AFM：WO3/Ag上合金誘導(dǎo)的等離激元猝滅，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水中Hg2+檢測(cè)/去除一體化

火力發(fā)電、冶金等人類活動(dòng)使有毒汞物種在環(huán)境中過度積累，一旦處理不當(dāng)，將對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。然而，目前大多數(shù)治理方法只能實(shí)現(xiàn)獨(dú)的檢測(cè)或去除汞離子(Hg²⁺)，這兩個(gè)獨(dú)立且不連續(xù)的過程增加了時(shí)間成本、人工費(fèi)用和操作復(fù)雜性。

同時(shí)，普遍使用的胸腺嘧啶-汞離子-胸腺嘧啶和硫基有機(jī)結(jié)構(gòu)具有環(huán)境毒性。此外，在Hg²⁺去除過程中，檢測(cè)的基礎(chǔ)和指導(dǎo)作用往往被忽視，嚴(yán)重制約了它們的實(shí)際應(yīng)用。因此，開發(fā)工業(yè)廢水中Hg²⁺的一體化檢測(cè)、去除和回收系統(tǒng)，對(duì)于避免多次操作、提高生產(chǎn)效率和降低人工成本具有重要意義。

近日，華中科技大學(xué)翟天佑、李淵和中南大學(xué)蔣良興等通過化學(xué)浴沉積和光還原方法，成構(gòu)建出WO₃/Ag肖特基異質(zhì)結(jié)?；赪O₃單晶光生電子的定向遷移特性，Ag納米晶可以均勻分布在WO₃的(020)和(200)晶面上，形成界面肖特基異質(zhì)結(jié)，有利于載流子的轉(zhuǎn)移。

當(dāng)WO₃/Ag暴露于含Hg²⁺的環(huán)境中時(shí)，Ag/Ag⁺和Hg/Hg²⁺之間的氧化還原電位差導(dǎo)致在高分散的Ag表面原位形成Ag_2-xHg_x合金，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水溶液中Hg²⁺的吸附和捕獲。此外，Ag的d帶中心和費(fèi)米能級(jí)位置的下移會(huì)導(dǎo)致更高的肖特基勢(shì)壘和等離激元猝滅，從而抑制LSPR效應(yīng)并影響輸出的PEC響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高精度檢測(cè)。

因此，在含200 μM Hg²⁺溶液中，WO₃/Ag光陽極對(duì)Hg²⁺表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附能力(884.95 mg g^?1)，并在12分鐘內(nèi)達(dá)到100%去除/回收。并且，該催化劑實(shí)現(xiàn)了Hg²⁺的超低檢測(cè)限(0.296 nM)和寬檢測(cè)范圍(12.5 μM)。

此外，對(duì)于工業(yè)廢水，WO₃/Ag也表現(xiàn)出優(yōu)異的Hg²⁺去除/回收能力，10批WO₃/Ag對(duì)工業(yè)廢水中Hg²⁺的去除率均在96%以上。綜上，因此，該項(xiàng)工作通過在一體化肖特基異質(zhì)結(jié)上合金誘導(dǎo)的等離激元猝滅，實(shí)現(xiàn)了對(duì)痕量Hg²⁺的一體化檢測(cè)、去除和回收，為利用等離子體肖特基異質(zhì)結(jié)構(gòu)的一體化系統(tǒng)解決重金屬污染問題提供了范例。

All-In-One Detection, Removal and Recovery of Hg²⁺ in Industrial Wastewater with Plasmonic Schottky Heterostructures. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202302809

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2023/10/01/0d3a166a76/

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