华科/中南AFM：WO3/Ag上合金诱导的等离激元猝灭，实现工业废水中Hg2+检测/去除一体化

火力发电、冶金等人类活动使有毒汞物种在环境中过度积累，一旦处理不当，将对生态系统造成不可逆转的损害。然而，目前大多数治理方法只能实现独的检测或去除汞离子(Hg²⁺)，这两个独立且不连续的过程增加了时间成本、人工费用和操作复杂性。

同时，普遍使用的胸腺嘧啶-汞离子-胸腺嘧啶和硫基有机结构具有环境毒性。此外，在Hg²⁺去除过程中，检测的基础和指导作用往往被忽视，严重制约了它们的实际应用。因此，开发工业废水中Hg²⁺的一体化检测、去除和回收系统，对于避免多次操作、提高生产效率和降低人工成本具有重要意义。

近日，华中科技大学翟天佑、李渊和中南大学蒋良兴等通过化学浴沉积和光还原方法，成构建出WO₃/Ag肖特基异质结。基于WO₃单晶光生电子的定向迁移特性，Ag纳米晶可以均匀分布在WO₃的(020)和(200)晶面上，形成界面肖特基异质结，有利于载流子的转移。

当WO₃/Ag暴露于含Hg²⁺的环境中时，Ag/Ag⁺和Hg/Hg²⁺之间的氧化还原电位差导致在高分散的Ag表面原位形成Ag_2-xHg_x合金，从而实现对水溶液中Hg²⁺的吸附和捕获。此外，Ag的d带中心和费米能级位置的下移会导致更高的肖特基势垒和等离激元猝灭，从而抑制LSPR效应并影响输出的PEC响应，实现高精度检测。

因此，在含200 μM Hg²⁺溶液中，WO₃/Ag光阳极对Hg²⁺表现出优异的吸附能力(884.95 mg g⁻¹)，并在12分钟内达到100%去除/回收。并且，该催化剂实现了Hg²⁺的超低检测限(0.296 nM)和宽检测范围(12.5 μM)。

此外，对于工业废水，WO₃/Ag也表现出优异的Hg²⁺去除/回收能力，10批WO₃/Ag对工业废水中Hg²⁺的去除率均在96%以上。综上，因此，该项工作通过在一体化肖特基异质结上合金诱导的等离激元猝灭，实现了对痕量Hg²⁺的一体化检测、去除和回收，为利用等离子体肖特基异质结构的一体化系统解决重金属污染问题提供了范例。

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

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