本网讯 近期，为满足智能冶金领域对成分数据的在线检测需求，冶金与环境学院蒋良兴教授团队在水体中微量/痕量离子的光电化学方面取得重要进展，系列成果接连在国际权威学术期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）和《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上发表。

《等离子体肖特基异质结构用于工业废水中Hg²⁺的一体化检测、去除和回收》（All-In-One Detection, Remove and Recovery of Hg²⁺in Industrial Wastewater with Plasmonic Schottky Heterostructures）发表在国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》，中南大学为该项研究成果的第一完成单位，博士后王君为论文第一作者，冶金与环境学院蒋良兴教授和华中科技大学李渊教授、翟天佑教授为共同通讯作者。

为了在线获取智能冶金过程溶液中痕量成分的数据，研究团队创新地利用WO₃/Ag异质结与Hg²⁺的原位合金化诱导的等离子体猝灭效应，构筑了服务于工业废水中Hg²⁺的光电化学检测系统。基于Ag/Ag⁺与Hg/Hg²⁺的氧化还原电位差，冶炼废水中的游离Hg²⁺能够被特异性识别并快速捕获，在异质结表面发生原位合金化过程。AgHg合金相的生成提升了WO₃/Ag的界面肖特基能垒并诱导等离子体猝灭效应，调变输出光电信号以实现水体中Hg²⁺的快速检测，具有灵敏度高（检测限0.296 nM）、检测范围宽（0-12.5 μM）及抗干扰能力强的特点。同时，该电极还可实现对Hg²⁺的高效去除，在15 min内的协同去除效率高达97±2%。该研究为智能冶金领域痕量Hg²⁺的一体化在线监测与去除提供了独具特色的理论依据与应用原型。

基于等离子体异质结的工业废水中Hg²⁺的光电化学检测系统

《亚表面工程实现光电化学分解水用金属氧化物半导体费米能级去钉扎》（Subsurface Engineering Induced Fermi Level De-pinning in Metal Oxide Semiconductors for Photoelectrochemical Water Splitting）发表在国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》。中南大学为第一完成单位，博士后王君为第一作者，冶金与环境学院蒋良兴教授、物理与电子学院刘敏教授、上海师范大学卞振峰教授、慕尼黑大学Emiliano Cortés教授为共同通讯作者。

目前，痕量成分的光电化学检测性能受限于光电极较弱的输出信号。由于本征表面空位诱导的费米能级钉扎效应，空穴与电子的费米能级无法有效分裂，导致输出电信号差、稳定性不足，干扰检测过程的选择性与准确性。针对这一挑战，该团队发展了一种通用的亚表层氧空位策略，创新地将活性空位结构精准锚定在亚表层2-5 nm区域，实现了表面费米能级的去钉扎，促进光生载流子的传输。基于此，系列功能光电极BiVO₄、Bi₂O₃、TiO₂的光电信号显著提升至5.1、3.4和2.1 mA cm^-2，且具有优异的信号稳定性（72小时）。这项工作通过合理设计电极结构以增强光电输出信号，进而提升痕量成分在线监测的选择性与灵敏度，对实际的智能冶金生产过程具有重要的指导意义。

（一审：严梦静 二审：王轩 三审：王建湘）