西班牙塞维利亚大学-西班牙国家研究委员会José Antonio Navío教授和摩洛哥伊本·佐尔大学/江苏大学Yassine Naciri博士在Critical Reviews in Environmental Science and Technology （CREST，《环境科技评论》）上发表了题为 “磷酸银基半导体光催化剂对气相污染物的光催化氧化——最新进展、新趋势与未来展望（Photocatalytic oxidation of pollutants in gas-phase via Ag3PO4-based
semiconductor photocatalysts: Recent progress, new trends, and future
perspectives; 2022, 52(13): 2339-2382）” 的综述论文。大气污染是发展中国家与发达国家共同面临的重大挑战，危害人类健康安全。近年来，非均相半导体光催化已成为一种有效的空气净化方法，其中大部分工作仍依赖吸收紫外线的TiO2和ZnO光催化剂。最近研究表明带隙为2.43 eV的Ag3PO4作为一种可吸收可见光的光催化剂可有效去除气相中的多种污染物。然而，Ag3PO4存在易发生光腐蚀及光生电子还原能力较弱无法将氧气还原为超氧化物•O2 -的特性。本篇综述对上述限制在气相污染物的氧化分解作用进行了全面评估，对合成传统或Z-型异质结的Ag3PO4改性手段，以及不同的光催化机理进行了讨论和总结。最后，本文对未来的发展方向提出了新见解。
图1 图文摘要（Graphic abstract）
光催化氧化可将气态污染物包括挥发性有机化合物（VOCs）和无机气体（如NOx、SOx）转化为毒性较低且无味的化合物，其反应重点是产生高氧化电位的活性氧（ROS），如HO•、O2•-、HO2•-和H2O2-，从而氧化水或空气-光催化剂表面吸附的污染物。在半导体光催化中，也可以通过光生价带空穴直接氧化吸附的氧化物。与光催化在水处理中的广泛应用不同，多相光催化近二十年来在空气净化中的应用关注相对较少（图2）。
图2 （A）过去20年发表的光催化及光催化在水或空气处理领域的论文；（B）多相光催化氧化有机污染物过程
最近，几种Ag基材料，包括AgX（X=Cl, Br, I）、Ag2O、Ag2CO3和Ag3PO4在自然阳光或可见光照射下均表现出高光催化活性，其中Ag3PO4自2010年已被用作有机污染物氧化和水分解的光催化剂。Ag3PO4的高催化活性得益于PO43-的诱导效应和较大的导带色散，这两者都有助于电子-空穴对分离。Ag3PO4价带最大值为2.67eV，意味着对水和大多数污染物的直接氧化具备足够的驱动力。然而，Ag3PO4存在一些固有特性限制其在气态有机污染物光分解的应用。Ag3PO4的导带（+0.45 V vs. NHE at pH 0）无法将O2还原为超氧化物（E(O2/•O2−)
= −0.33 V vs. NHE）。此外，在没有有效的环境牺牲电子受体（如O2）的情况下，光生电子可还原Ag3PO4本身中的Ag(I)，形成Ag颗粒，从而破坏光催化的功效。构建传统异质结或Z型异质结光催化剂是提高Ag3PO4光催化活性和稳定性的有效方法（图3）。
图3 （A）Ag3PO4/可见光光催化氧化有机污染物机理；（B）传统II型异质结光催化剂示意图；（C）Z型异质光催化剂结示意图
Ag3PO4与其它半导体之间形成异质结有助于降低其光腐蚀的趋势，并可从异质结构延长载流子寿命和提高界面电荷转移率。获得所需的异质结在很大程度上取决于组件半导体价带和导带的匹配程度。该综述汇总了Ag3PO4分别与石墨氮碳化物（gC3N4）、TiO2、SrTiO3、In2O3、Sr2Nb2O7、CaIn2S4耦合在气相污染物光催化氧化的应用。
尽管基于Ag3PO4复合体系的光催化系统在过去几年中已取一定进展，大多数研究在消除气态污染物领域仍处于起步阶段。今后基于Ag3PO4复合体系的工作应重点关注以下几个方面：（1）拓展Ag3PO4基复合光催化剂应用于如乙醛、三氯乙烯等有害气体的降解；（2）引入可持续的光催化剂生产途径，提供具有特定形态、晶相及表面结构的光催化剂合成方法；（3）结合理论计算手段，在分子和原子水平理解光催化剂构效关系；（4）与多孔材料结合，提高Ag3PO4比表面积从而促进光催化降解动力学；（5）解决中试放大在实际场景应用的问题。
Yassine Naciri，摩洛哥伊本·佐尔大学/江苏大学研究人员，法国巴黎萨克雷大学博士后，研究方向包括环境光催化和环境化学，已发表学术论文三十余篇。José Antonio Navío，西班牙塞维利亚大学无机化学系名誉教授，从事环境应用领域的光功能材料和光催化活性材料开发，已出版专著两部，发表学术论文约两百篇。