研究目的
研究氮掺杂对Bi2O3半导体薄膜光电化学水氧化行为的影响，以提高其可见光吸收能力和光催化活性。
研究成果
氮掺杂氧化铋可降低带隙能，增强水氧化光电流，提升可见光吸收能力，并通过增加氧空位和减小晶粒尺寸来提高光催化活性，使其成为光电解应用的理想材料。
研究不足
该研究在工业化应用的规模化方面可能存在局限，合成条件可能存在潜在波动性，且氮掺杂水平的进一步优化及长期稳定性测试仍有待开展。
1：实验设计与方法选择：
采用水热法合成Bi2O3和氮掺杂Bi2O3颗粒，通过滴涂法和退火工艺制备薄膜。通过线性扫描伏安法和计时电流法等光电化学测试评估其析氧性能与染料脱色能力。
2：样品选择与数据来源：
以硝酸铋和尿素为前驱体，分别制备未掺杂与氮掺杂样品。数据采集自紫外-可见光谱、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）及电化学测试。
3：实验设备与材料清单：
设备包括Autolab 302电化学工作站、氙灯、单色仪、紫外-可见分光光度计、XRD、SEM及EDS；材料包含Bi(NO3)3、尿素、FTO导电玻璃及罗丹明B染料。
4：尿素、FTO导电玻璃及罗丹明B染料。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：160°C水热反应20小时，FTO基底滴涂成膜，600°C退火处理，在缓冲溶液中进行光照电化学测试及光催化染料降解实验。
5：数据分析方法：
基于Tauc方程计算紫外-可见光谱带隙，采用Scherrer公式计算XRD晶粒尺寸，通过Mott-Schottky曲线获取载流子浓度，动力学分析染料脱色过程。
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Autolab 302 PG-stat
302
Metrohm
Used for photoelectrochemical measurements including linear sweep voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy.
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UV-vis spectrophotometer
V-630
Jasco
Used for optical measurements to determine band gap energy from absorption spectra.
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X-ray diffractometer
Miniflex II
Rigaku
Used for XRD measurements to analyze crystallinity and phase composition.
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Scanning electron microscope
S4800 FESEM
JEOL
Used for SEM imaging to observe surface morphology of particles.
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Energy dispersive X-ray spectrometer
Oxford
Used for EDS analysis to determine elemental composition.
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Xe-lamp
Used as a light source for illumination in photoelectrochemical experiments.
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Monochromator
Oriel
Used to provide monochromatic light for action spectrum measurements.
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Optical power meter
Newport
Used to measure the power of incident light beams.
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FTO-coated glass
Xinyan Tech. Ltd.
Used as substrate for depositing semiconductor thin films.
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Teflon lined autoclave
SS304
Used for hydrothermal synthesis of semiconductor particles.
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