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Z型异质结光催化剂上增强的空间电荷分离促进高效光催化产氢
摘要： 石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种极具前景的、地壳储量丰富且具有可见光响应的光催化剂，可用于制氢。人们尝试通过构建新型纳米结构或与其他半导体复合来进一步提高其活性。α-FeOOH因其结构能极大促进电解质传输，已被广泛用作优异的析氧反应助催化剂以辅助光电化学水分解过程。但据我们所知，它尚未被尝试用于光催化制氢。本文首次设计了β-FeOOH修饰的g-C3N4用于光催化制氢，其产氢速率达到2.02 mmol·h?1·g?1，几乎是纯g-C3N4的6倍。催化活性的显著提升归因于Z型异质结中形成了空间分离的光生电子和空穴储存库（分别对应g-C3N4的导带和β-FeOOH的价带），从而大幅提高了电荷分离效率。我们的工作对于制备基于可见光响应异质结且具有更优光催化性能的光催化剂具有重要价值。
关键词： 析氢反应，β-FeOOH，石墨相氮化碳，光催化，异质结
更新于2025-09-23 15:22:29
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光诱导α-FeOOH耦合光还原制氢系统
摘要： 利用半导体光催化剂驱动制氢被视为解决环境问题的一种途径。本研究证明，即使其导带边缘低于H?还原为H?的还原电位，无贵金属的α-FeOOH仍能实现产氢与耗氧的耦合反应。要激活α-FeOOH，电子供体、汞氙辐射及低pH值（约5）是不可或缺的条件。通过同位素标记水（D?O）和氘代甲醇的GC-MS分析，证实了水分解产氢过程。共沉淀法合成的α-FeOOH活性达到TiO?的25倍，且光催化活性在400小时内保持稳定。本研究表明，这种俗称铁锈的α-FeOOH可通过光诱导产氢。
关键词： α-FeOOH，光催化剂，光还原
更新于2025-09-12 10:27:22
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β-FeOOH@GO催化类光芬顿体系中亚甲基蓝的转化路径与降解机制
摘要： 为增强赤铁矿纳米颗粒的催化与分离性能，通过简易水解法制备了稻穗状赤铁矿浸渍氧化石墨烯（β-FeOOH@GO）纳米复合材料。在β-FeOOH@GO催化的光类芬顿体系中，亚甲基蓝（MB）的表观一级脱色速率达0.6322 min?1，约为原始β-FeOOH纳米颗粒的3倍。首次采用飞行时间-二次离子质谱（TOF-SIMS）全面鉴定了吸附于β-FeOOH@GO固体表面的MB降解中间体，新报道了亚砜中间体、砜中间体、脱硫中间体及N-脱甲基或去二甲基中间体。提出的MB降解路径主要通过?OH、HO??和单线态氧（1O?）自由基氧化苯并噻嗪环断裂进行，该机制显著拓展了文献中既有反应路径。X射线光电子能谱（XPS）证实的Fe-O-C化学键所形成的异质结结构，解释了β-FeOOH@GO催化活性增强的原因。MB的完全消除及其对发光菌的急性毒性消除表明，该材料可作为高效类芬顿催化剂用于高浓度难降解有机污染物的处理。
关键词： 降解机理、氧化石墨烯、亚甲基蓝、β-FeOOH、类光芬顿反应
更新于2025-09-10 09:29:36