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oe1(光电查) - 科学论文

23 条数据
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  • 新型Mn掺杂Fe2O3纳米立方体负载g-C3N4光催化剂用于全可见光驱动水分解的合成

    摘要： 制备了一种新型Mn掺杂Fe2O3修饰g-C3N4纳米片复合材料用于全水分解。结构表征显示Mn成功掺杂进Fe2O3纳米颗粒，并实现了g-C3N4与Mn掺杂Fe2O3的紧密界面结合。优化后的FMC-10光催化剂产氢量达51 μmol h?1。其增强的光催化性能可归因于Mn掺杂Fe2O3与g-C3N4的协同效应：Mn掺杂促进光生电荷产生并提升体相Fe2O3的导电性以增强电荷转移，而与g-C3N4的良好接触则提高了电荷分离能力。

    关键词： 锰掺杂，纯水分解，g-C3N4，Fe2O3

    更新于2025-11-14 15:15:56

  • 阳极光催化辅助新型电芬顿工艺在煤气化废水深度处理中的效率与机理

    摘要： 构建了一种新型双室光电化学氧化系统，该系统结合阴极电芬顿与阳极光催化技术，采用Fe@Fe2O3/CF阴极对生物预处理后的煤气化废水（CGW）进行深度处理。在电芬顿阴极室中，当初始COD浓度为200 mg/L时，在电流密度10 mA/cm2、初始pH 3及空气流速0.4 L/min条件下，120分钟内COD最大去除效率达84.2%。相应地，出水COD、BOD?、TOC和总酚浓度分别为31.5、3.9、8.4和13.8 mg/L，满足严格的废水排放标准。此外，分析了H?O?浓度变化及废水急性毒性，并基于羟基自由基（·OH）贡献率提出了合理降解机制，进而推测了典型污染物苯酚的降解路径。证实该集成系统具有高效稳定的特点，有望成为处理有毒难降解工业废水的潜在优选方案。

    关键词： 化学需氧量去除、羟基自由基、电芬顿法、Fe@Fe2O3/CF复合材料、煤气化废水

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 电喷雾法制备的钛掺杂赤铁矿薄膜在光电化学水氧化中的结构与电荷分离特性解析

    摘要： 元素掺杂被认为是提高赤铁矿（α-Fe2O3）作为水分解光阳极的光电化学（PEC）活性的有效策略，但掺杂剂的确切作用尚不明确。本研究报道了通过简单电喷雾技术制备的钛掺杂赤铁矿（Ti掺杂Fe2O3）薄膜在PEC水氧化中的结构和电荷分离特性。我们研究了Ti掺杂对α-Fe2O3薄膜的结构、形貌、光吸收以及电学和光电化学性质的影响。扫描电镜（SEM）图像显示，2% Ti掺杂的α-Fe2O3颗粒尺寸减小，而更高Ti含量时颗粒尺寸增大。X射线衍射（XRD）证实了纯α-Fe2O3相的存在，未检测到杂质或其他物相。X射线光电子能谱（XPS）表明，Ti主要以Ti4+形式掺入，且未检测到来自基底的杂质。当Ti掺杂Fe2O3（2% Ti）薄膜用作PEC电池的光阳极时，其表现出最佳性能，在标准1太阳光照条件（AM 1.5 G，100 mW cm-2）和1.8 V vs. RHE下，最大光电流密度达到1.09 mA cm-2，是不掺杂α-Fe2O3（0.51 mA cm-2）的2倍。与不掺杂的α-Fe2O3相比，该光电极还显示出更高的入射光子-电流转换效率（IPCE）。电化学阻抗谱（EIS）分析表明，这种性能提升归因于Ti掺杂改善了α-Fe2O3的电荷分离和传输特性。

    关键词： 电喷雾沉积，PEC，α-Fe2O3，钛掺杂，水分解

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 层次化Fe2O3纳米棒/TiO2纳米片异质结构：生长机制、增强的可见光光催化及光电化学性能

    摘要： 通过简便的水热法和化学浴沉积法，以具有高能{001}晶面优势的TiO?纳米片为合成模板，制备出一种新型三维Fe?O?纳米棒/ TiO?纳米片异质结构。通过表征该三维Fe?O?/TiO?复合材料的结构、形貌及光学性能，结果表明样品均具有纯相、高结晶度及良好的可见光响应特性。与纯TiO?纳米片相比，所有Fe?O?/TiO?复合材料均展现出更优异的光催化和光电化学（PEC）性能，这归因于三维Fe?O?/TiO?异质结构具有更大的比表面积、更优的光吸收能力及高效的电子-空穴分离效率。在Fe?O?/TiO?复合材料中，采用0.05 M硝酸铁在90°C反应100分钟制得的T3样品表现出最佳的可见光光催化活性和PEC性能——120分钟内实现89.3%的亚甲基蓝光降解率，在0 V偏压下获得2.39 mA cm?2的光电流密度。其光催化降解效率和光电流密度分别是纯TiO?纳米片的1.83倍和11.95倍。本文还详细讨论了Fe?O?纳米材料在TiO?纳米片上的生长机制以及光催化与PEC性能的优化机理。

    关键词： 光电化学、光催化、可见光、TiO2纳米片、Fe2O3/TiO2异质结构

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 对双酚A光催化降解具有高效性的菱形α-Fe2O3的可控合成

    摘要： 通过P123软模板辅助法成功开发出一步可控合成菱面体α-Fe2O3光催化剂。XRD、BET、SEM和HRTEM的综合分析证实，P123表面活性剂在可控合成暴露(110)和(012)晶面的菱面体α-Fe2O3中起关键作用。所得α-Fe2O3材料对双酚A(BPA)的光催化降解效果显著，在模拟太阳光照射下，使用1 g/L α-Fe2O3可在6小时内降解约91%的BPA(30 mg/L)，其效率几乎是商用Fe2O3的两倍。更重要的是，通过LC-MS/MS分析确认了反应中间产物（如4,4'-亚甲基二苯酚、苯酚和乳酸），并最终提出了BPA降解的合理路径。

    关键词： 双酚A，光催化，菱形α-Fe2O3，P123，反应路径

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 中空笼状α-Fe?O?纳米结构：简易合成与优异光芬顿催化性能

    摘要： 本文通过简单的原位模板辅助水热法制备了α-Fe2O3中空笼状纳米结构。结果表明，通过调节铁源（FeCl3）用量可轻松控制α-Fe2O3中空纳米结构的壳层厚度与尺寸。随着铁源量增加，结构尺寸增大，其壳层逐渐由致密单纳米颗粒聚集态转变为具有大孔洞的交联纳米颗粒聚集态。研究发现表面形貌对α-Fe2O3笼状纳米结构的电荷分离与传输具有重要影响：过于致密的颗粒聚集或过多大孔洞均不利于电子传输，唯有具有最佳初级颗粒与通道结构的产品才能在可见光驱动的光芬顿降解罗丹明B（RhB）过程中展现优异催化性能。

    关键词： 笼状结构、α-Fe2O3、光芬顿反应、水热法

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 含氧空位α-Fe?O?(110)纳米棒表面增强电荷传输与活性位点提升太阳能水氧化性能

    摘要： 通过实验与密度泛函理论（DFT）计算研究了氧空位（VO）对α-Fe2O3（110）晶面光催化水分解性能的影响。实验结果表明，氧空位的存在能提升光电流密度，这与电荷分离效率及电荷转移效率的提高有关。电化学分析显示含氧空位的样品具有更高的载流子浓度和更低的电荷转移电阻。DFT计算结果显示，氧空位表面电势降低促进了体相空穴向表面的传输，从而改善了电荷分离效果；而电荷转移电阻的降低则源于活性位点数量的大幅增加。本研究为理解氧空位在α-Fe2O3光阳极（特别是其表面催化作用）中的角色提供了重要见解，所得结论对其他光催化水分解阳极材料的性能优化也具有借鉴意义。

    关键词： 氧空位、α-Fe2O3、光电化学水分解、电荷转移效率、密度泛函理论、电荷分离

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 一种用于表面增强拉曼散射（SERS）的柔性可重复使用类帽状薄层Fe2O3薄膜

    摘要： 通过射频磁控溅射与退火工艺，在石英织物上制备并沉积了帽状α-Fe?O?薄膜。本研究的处理织物样品展现出高灵敏度表面增强拉曼散射（SERS）性能，同时具备优异的柔韧性、重复性与稳定性。经有机溶剂洗涤后该样品可恢复并重复使用。其灵敏的SERS性能源于电荷转移过程的化学增强效应，且研究发现该性能还与光耦合效应相关——当α-Fe?O?薄膜在接近激光波长的区域吸光率提升时，通过光耦合效应可显著增强检测灵敏度。

    关键词： α-Fe2O3，拉曼传感器，柔性，石英织物，表面增强拉曼散射

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 沉积赤铁矿和碳的硅纳米线光阴极具有增强的光电化学性能与稳定性

    摘要： 为提高光电极的活性和稳定性，人们投入了大量精力研发过渡金属和/或金属氧化物表面涂层材料。纳米结构硅光电极因其高效的光子吸收及电荷产生、分离与迁移能力，展现出卓越的光电化学（PEC）性能。然而硅光电极在商业应用前仍需提升其化学稳定性和表面反应效率。本文报道了一种C/α-Fe2O3/Si纳米线复合硅光电极的设计与合成，该电极在中性电解质中实现了稳定的光电化学产氢。通过金属辅助化学蚀刻法制备的p型硅纳米线具有增强的光学吸收特性，并通过二茂铁热解负载了介孔α-Fe2O3薄膜（约80纳米）。进一步采用离子溅射沉积了薄碳钝化层（约20纳米），从而增强复合结构的稳定性并降低偏压光电流。我们探讨了α-Fe2O3和碳层的作用机制。该复合光电极在中性溶液中展现出约-27 mA/cm2的稳定光电流，相较于裸硅阳极起始电位正移约0.33 V。

    关键词： 硅纳米线、光电化学、α-Fe2O3、碳、氢

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 以非晶态Fe2O3为电子媒介的Z型ZnO/g-C3N4异质结可见光降解磺胺类药物

    摘要： 将氧化锌接枝非晶态氧化铁基质（ZnO/Fe2O3）与g-C3N4耦合，制备出具有疏松多层结构的异质结光催化剂。该ZnO/Fe2O3/g-C3N4在可见光照射（λ > 420 nm）下降解磺胺二甲嘧啶时表现出增强的光催化性能，其最佳光催化降解率约为纯g-C3N4和二元ZnO/g-C3N4的3.0倍和2.4倍。此外，实际地表水样品中加标的磺胺类目标物经ZnO/Fe2O3/g-C3N4光照8小时后可被高效光降解，证实了其实际应用潜力。研究提出异质结表面电荷转移遵循非晶态Fe2O3介导的Z型机制，其中Fe(III)/Fe(II)氧化还原中心有利于抑制电荷复合并提升光催化活性。该机制通过直接检测表面生成的·O2?和·OH活性物种得到充分验证。基于QToF-MS分析鉴定的光降解产物，最终提出了详细的转化路径。本研究通过利用非晶态铁基氧化物实现半导体晶格匹配，为开发高效Z型光催化剂用于水净化提供了示范策略。

    关键词： 磺胺类降解、Z型机制、电子媒介体、ZnO/Fe2O3/g-C3N4、降解途径

    更新于2025-09-23 15:21:21