研究目的
通过开发具有自由电子转移界面障碍和反应物传输微流控通道的三维流通式光阳极，以解决平面光电催化装置中反应动力学迟缓与界面传质不佳的问题。
研究成果
构建的3D碳布/氧化锌异质结构作为微流控增强型光阳极，其光电化学性能较传统平面光阳极显著提升。各向异性氧化锌内部电场与碳基底间欧姆接触界面的协同作用，促进了高效电荷分离与传输。碳布/氧化锌的层级结构提供了强化传质的微流控通道，从而展现出优异的污染物降解光活性。该研究为设计适用于各类光电化学应用的柔性微流控增强器件提供了新途径。
研究不足
该研究聚焦于生长在碳布上的ZnO纳米棒特定体系及其在光电化学器件中的应用。但未深入探究制备工艺的可扩展性以及光阳极在实际工作条件下的长期稳定性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用种子辅助水热法在碳布（CC）基底上生长ZnO纳米棒阵列，构建三维流通式光阳极。该方法利用各向异性ZnO内部静电场实现电荷分离，并通过微流道增强传质效果。
2：样品选择与数据来源：
以碳布（WOS 1009）作为ZnO纳米棒生长基底。研究同时对比了CC/ZnO光阳极与传统平面FTO/ZnO光阳极的性能差异。
3：实验设备与材料清单：
材料包括用于ZnO纳米棒水热生长的碳布、醋酸锌二水合物、硝酸锌六水合物等化学品；设备包含扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪、比表面积分析仪（BET）及Gamry Interface 1000电化学工作站。
4：实验流程与操作步骤：
包括碳布预处理、聚多巴胺功能化、种子辅助水热法生长ZnO纳米棒及光阳极表征，通过光电化学测试和污染物降解实验评估性能。
5：数据分析方法：
运用流体动力学模拟（COMSOL Multiphysics）可视化ZnO纳米棒表面流速场，采用电化学阻抗谱（EIS）研究载流子界面行为。
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Carbon cloth
WOS 1009
Taiwan CeTech Co., Ltd.
Substrate for the growth of ZnO nanorods
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Zinc acetate dihydrate
Sigma-Aldrich
Precursor for ZnO nanorod growth
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Zinc nitrate hexahydrate
Sigma-Aldrich
Precursor for ZnO nanorod growth
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Scanning electron microscope
JSM-7001F
Characterization of sample morphology
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Transmission electron microscope
JEM-2100F
Characterization of sample morphology and structure
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X-ray photoelectron spectroscopy
Thermo ESCALAB250Xi
Surface chemical analysis
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X-ray diffractometer
PANalytical
Crystal structure analysis
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Raman spectrometer
Renishaw InVia
Molecular vibration analysis
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Brunauer-Emmett-Teller surface area analyzer
ASAP 2020
Surface area measurement
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Electrochemical workstation
Gamry Interface 1000
Photoelectrochemical measurements
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Xe lamp
CEL-S500
Light source for photoelectrochemical measurements
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