因缺乏合理有效的利用途径，大量低浓度瓦斯（C_CH4 < 30%）被直接排放，研究开发低浓度瓦斯高值转化利用方法和技术对保障煤矿安全生产与减缓温室效应具有重要意义，也是实现我国“双碳”目标必不可缺少的部分。以低浓度瓦斯为碳源制取液体燃料甲醇被认为是其理想的利用途径之一，以清洁太阳能为驱动力的光催化技术可在室温常压下活化转化甲烷，为低浓度瓦斯低碳利用提供新途径。采用水热法首先制备AgVO₃，以硫代乙酰胺为硫源，通过阴离子交换策略在AgVO₃表面原位复合Ag₂S，构筑出Ag₂S/AgVO₃异质结，改变硫代乙酰胺的用量可调控Ag₂S复合比例。利用XRD、SEM、TEM和UV-vis DRS等对复合催化剂的微观结构进行表征分析，以体积比为1:12的甲烷/空气混合物为模拟低浓度瓦斯，系统研究了Ag₂S复合比例、氧化剂用量、光照强度等对甲烷转化、甲醇产生及其选择性的影响规律，借助瞬态光电流响应谱和电子顺磁共振谱探究了Z型异质结对增强模拟瓦斯转化性能的内在机理。研究结果表明：所制AgVO₃呈纤维状形貌，其晶相结构为单斜相，原位复合的Ag₂S呈纳米颗粒形态，其平均粒径为60 nm，且Ag₂S颗粒均匀分布于AgVO₃纤维表面。与单一AgVO₃和Ag₂S相比，复合材料Ag₂S/AgVO₃具有更强的光吸收性能，AgVO₃的带隙能、价带与导带电势分别为2.08 eV、2.21 V和0.13 V，Ag₂S的带隙能、价带与导带电势分别为0.91 eV、0.34 V和-0.57 V。与AgVO₃相比，复合催化剂Ag₂S/AgVO₃具有显著增强的瓦斯转化性能，可见光照射1小时最优催化剂20% Ag₂S/AgVO₃的甲烷转化和甲醇产生量为3.10 mmol/g和2.45 mmol/g，分别为单一AgVO₃的1.72倍与2.63倍，且其甲醇选择性高达78.9%；6次循环试验结果表明Ag₂S/AgVO₃具有优异的催化稳定性。能带结构分析与EPR测试结果表明Ag₂S/AgVO₃异质结遵循Z型电荷迁移机制，这不仅增强了光生电荷的空间分离，同时使其具有较强的氧化/还原能力，显著提升低浓度瓦斯定向转化制取甲醇的催化性能，为低浓度瓦斯低碳高效利用提供新思路。