近年來，有毒有害物質已成為嚴重的環境污染物，危害人類健康與生態安全。找尋一種有效的、清潔的，且低成本的凈化污染物的方式成為近年來研究的熱點。
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半導體光催化技術因其可以有效地分解許多具有結構穩定性、高毒性和抗生物降解性的有機污染物而受到了研究者的廣泛關注。作為一類可見光光催化劑，溴氧化鉍（BiOBr）高度各向異性的層狀結構以及合適的禁帶寬度（Eg=2.7eV）使其具有良好的可見光光催化活性。
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理論計算表明，BiOBr的導帶主要是由Bi 6p軌道所組成，其導帶位置可以通過增加BiOBr中Bi的含量進行調節，從而減小其禁帶寬度并有利于光生電荷遷移。
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但是，單一組分的半導體材料對光的利用效率仍較低且其光生電子空穴對的重合率高，會在一定程度上限制其實際可用性。通過異質結復合材料的構建可以提高半導體材料的光吸收以及光生載流子的遷移率，在復合半導體材料間構建Z型異質結結構可以同時實現光吸收效率、氧化還原作用的增強以及電荷分離效率的提高，從而提升了半導體材料的光催化活性。
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近些年來，Ag/AgX (X=Cl, Br, I)等離子體光催化劑，因Ag光照時所產生的表面等離子體共振效應（SPR）可以將AgX的光響應擴展到可見光區域而使其具有優異的可見光光催化活性，構建其復合光催化材料增加其穩定性。
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南京大學孫成教授課題組制備了Ag/AgBr/Bi4O5Br2等離子體異質結光催化劑，顯著提升了光生載流子的分離和遷移，從而有效地增強了可見光光催化活性。
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在該項工作中，他們首次采用了原位沉積與可見光光還原相結合的方法成功制備了Ag/AgBr/Bi4O5Br2層狀微球結構。
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光催化降解實驗結果表明，復合材料Ag/AgBr/Bi4O5Br2比單獨的Bi4O5Br2-LMs與BiOBr具有優異的可見光催化活性。
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結合一系列的材料表征結果以及理論計算分析發現，Ag/AgBr/Bi4O5Br2優異的光催化活性得益于Ag納米顆粒的表面等離子體共振效應以及Ag、AgBr和Bi4O5Br2間的相互作用。
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此外，通過對苯胺光催化降解過程的中間產物分析得知活性物種Br0的存在，由此進一步得出Ag/AgBr/Bi4O5Br2是通過Z-scheme機理而非傳統的異質結模式來進行光生載流子的分離及遷移，從而在維持催化劑整體穩定性的條件下有效地提升了可見光催化性能。
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該研究為高性能Z型等離子體異質結復合材料的制備和應用提供了一種新的思路。
相關工作發表在ChemCatChem，DOI: 10.1002/cctc.201900529
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cctc.201900529
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