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oe1(光电查) - 科学论文

11 条数据
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  • 具有增强CO2光催化还原性能的分级FeCoS2-CoS2双壳层纳米管形成

    摘要： 分层式FeCoS?-CoS?双壳层纳米管被合理设计并构建，用于实现可见光下高效的光催化二氧化碳还原。该合成策略通过两步阳离子交换反应，将两种金属硫化物精确整合为具有双壳层管状异质结构，且两壳层均由超薄二维（2D）纳米片组装而成。得益于独特的结构和组成，FeCoS?-CoS?杂化材料能缩短光激发载流子的体相-表面扩散距离以促进其分离。此外，这种混合结构可暴露丰富的活性位点以增强二氧化碳吸附和表面依赖的氧化还原反应，并通过复杂内部的散射效应更高效地捕获入射太阳辐射。结果表明，这些分层式FeCoS?-CoS?双壳层纳米管在光敏化脱氧二氧化碳还原中展现出优异的活性与高稳定性，在每0.5毫克催化剂上实现了28.1微摩尔/小时的高产CO速率。

    关键词： 金属硫化物、中空结构、二氧化碳还原、异质结构、光催化

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过AlCl<sub>3</sub>–NaCl熔盐中二氧化硅还原形成具有前景的硅空心结构负极材料

    摘要： 中空纳米结构在能量存储与转换、药物递送及催化应用领域颇具吸引力。虽然这类化合物中空纳米结构可通过成熟的柯肯达尔效应或离子交换法制备，但纯物质（如硅）中空结构的类似合成工艺仍难以实现。受上述两种方法启发，我们在二氧化硅纳米/微米结构（St?ber球体、硅藻壳、球中球结构）表面引入连续超薄碳层作为稳定反应界面。该碳层作为反应物扩散介质，使二氧化硅结构在AlCl?-NaCl熔盐体系中与金属铝粉反应，成功还原为多孔硅中空结构。所得产物由粒径15-25纳米的硅纳米晶构成，其形成机制可解释为刻蚀-还原/成核-生长过程。当用作阳极材料时，硅藻壳衍生的硅中空结构在0.5、1、2、4、6和8 A/g电流密度下分别表现出2179、1988、1798、1505、1240和974 mAh/g的比容量。经预锂化处理后，在8 A/g电流密度下循环1100次仍保持初始容量的80%。本研究基于丰富的二氧化硅反应物原料，为高性能锂离子电池提供了普适性硅中空结构合成方法，并可拓展至其他材料中空结构的制备。

    关键词： 碳界面、中空结构、硅、熔盐、阳极

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过合理抑制体相、界面和表面电荷复合来增强氮化钽的光催化活性

    摘要： 光催化剂的理性设计对实现高效太阳能转化至关重要。对于窄带隙Ta3N5光催化剂，体相、界面和表面发生的多种电荷复合显著削弱了其太阳能制氢（H2）活性。本研究设计了一种协同工程策略来解决这一关键复合问题：首先制备Mg掺杂的Ta3N5中空球结构，既缩短电荷迁移距离、增大比表面积，又提升电子迁移率以促进电荷转移；其次用MgO纳米层包覆中空Ta3N5结构表面钝化缺陷，从而增强Ta3N5与助催化剂间的界面电荷转移；最后负载双功能助催化剂（Pt/CoOx）来降低表面复合并克服缓慢的表面反应。值得注意的是，中空结构、Mg2+掺杂、MgO界面层与双助催化剂的协同作用显著提升了Ta3N5光催化剂的电荷分离与转移效率。相比参比Pt/Ta3N5中空球，在模拟太阳光下该新型光催化剂展现出56.3 μmol h-1的显著提升的产氢性能。

    关键词： 掺杂、中空结构、助催化剂、表面钝化、氮化钽

    更新于2025-09-22 15:25:44

  • 茧状Ag3PO4的合成及其在环丙沙星光催化降解中的高性能表现

    摘要： 采用Ag2MoO4和Na2HPO4为前驱体，通过离子交换法合成了具有中空结构的蚕茧状Ag3PO4（C-Ag3PO4）。研究了该材料在可见光照射下对环丙沙星（CIP）的光催化降解性能。由于其更大的比表面积和中空结构，C-Ag3PO4表现出优异的CIP光降解能力。此外，经过多次循环反应后，C-Ag3PO4仍保持良好的光催化性能和稳定性，这归因于可见光照射下生成的金属银。通过自由基捕获实验表明，光生空穴（h+）和超氧自由基（?O2?）是光降解过程中的主要活性物种。

    关键词： 环丙沙星、中空结构、半导体、磷酸银、光催化

    更新于2025-09-24 04:07:18

  • 通过纳米级Kirkendall扩散制备具有不规则颗粒的多孔/中空壁SnO2

    摘要： 通过纳米级Kirkendall扩散效应简单氧化致密金属硫族化合物前驱体，合成了中空/多孔结构的SnO2纳米颗粒。首先采用机械化学法合成锡硫族化合物（SnS、SnSe）纳米颗粒，该方法被认为是一种简便、可扩展且环保的工艺。通过对制备的锡硫族化合物前驱体进行简单氧化，合成了中空/多孔壁SnO2纳米颗粒，并详细验证了其转化机制。通过在不同氧化温度和时间下进行的形貌、晶体学和元素分析，深入研究了纳米级Kirkendall扩散过程。为考察中空/多孔壁SnO2纳米颗粒的形貌对电化学性能的影响，将合成的纳米颗粒作为锂离子电池负极材料应用。与致密型负极材料相比，该材料展现出显著提升的电化学性能：在第400次循环时仍保持第二循环83%的容量，且在30 A g-1高电流密度下容量达到302 mA h g-1。

    关键词： 硫属化物、中空结构、机械化学合成、多孔颗粒、柯肯达尔效应

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用扩散控制交联法由聚碳硅烷纤维制备中空SiC陶瓷纤维

    摘要： 交联有利于提高陶瓷产率，并避免聚碳硅烷（PCS）先驱体在热解过程中熔融或变形。为制备中空SiC纤维，通过氯气与PCS纤维外层的Si-H基团发生气-固反应进行氯化，随后对生成的Si-Cl基团进行水解和缩合，从而制得具有有限交联深度的PCS纤维?；谀芷滓呛退ゼ跞瓷?傅里叶变换红外光谱分析结果，证实该反应为扩散控制的氯化反应。水解过程中需氨气催化。溶解与降解实验结果表明，经氯化、水解和缩合后形成了交联的PCS外层，且该外层陶瓷产率高于芯部。热解后形成具有中空形貌的SiC纤维。通过调节氯化程度可改变所得中空SiC纤维的形貌。

    关键词： 聚碳硅烷，中空结构，碳化硅纤维，交联外层

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于染料敏化太阳能电池的液相沉积法制备氧化钛空心结构层

    摘要： 本研究通过将直径为800纳米的聚苯乙烯（PS）微球滴涂在氧化铟锡（ITO）玻璃基底上，制备了不同包覆密度的PS微球模板。采用液相沉积法（LPD），以六氟钛酸铵[(NH4)2TiF6]和硼酸(H3BO3)溶液在PS微球模板上沉积TiO2薄膜。通过高温烧结去除PS微球制备出LPD-TiO2空心层，该空心层作为染料敏化太阳能电池（DSSC）工作电极结构中ITO与电解质界面的阻隔层。由于空心层具有较大比表面积，既能增强染料吸附，又可作为阻隔层抑制ITO与电解质界面的直接接触，从而降低ITO与电解质界面间的电荷复合速率，提高ITO与工作电极间的电子传输效率。当DSSC中空心层采用0.1 wt% PS含量、50 nm厚度时，表现出最佳性能：短路电流密度(Jsc)达12.75 mA/cm2，开路电压(Voc)为0.71 V，填充因子62.19%，光电转换效率(η)达5.67%。

    关键词： 中空结构，染料敏化太阳能电池，二氧化钛，阻挡层

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 一种基于结构化银纳米线-聚二甲基硅氧烷复合材料的简易触觉传感实现方案

    摘要： 为模拟人类皮肤的感知功能，传感器亟需对力敏材料进行合理设计。本研究报道了一种基于结构化银纳米线-聚二甲基硅氧烷复合材料的电阻式触觉传感器的简易设计方案，适用于电子皮肤和可穿戴电子设备。该复合材料具有互联通道的中空微结构，通道内表面由银纳米线构成导电层。通过测量形变导致的电阻变化实现对外部力的感知功能——形变会改变银纳米线的间距及内表面的接触面积。这种独特结构因半嵌入的银纳米线不易剥离而具备优异机械性能，同时可通过调节器件机械结构与聚二甲基硅氧烷弹性特性来控制灵敏度。结果表明：该复合材料对各类压力、拉伸（甚至包括吹气）均呈现稳态响应，响应时间约90毫秒，在2000次弯折循环中保持良好重复性。三维结构能实现按压、弯曲、拉伸及扭转力感知，可实时监测从脉搏到关节运动等各类人体动作。

    关键词： 触觉传感、中空结构、银纳米线/聚二甲基硅氧烷复合材料、电阻式力传感器

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 一步法合成具有氧空位的中空BaZrO3纳米晶体用于纯水光催化产氢

    摘要： 同时控制钙钛矿氧化物的形貌和缺陷态极具挑战性。本研究以乙二胺（EDA）为溶剂，通过一步溶剂热法轻松合成了具有氧空位的BaZrO3中空纳米结构。所制备的BaZrO3在紫外光照射下无需添加牺牲剂即可分解纯水产生H2，其光催化产氢速率约为商用BaZrO3（BZO-C）的15倍。研究表明氧空位和中空形貌共同促进了光催化性能的提升。该工作为通过同步调控光催化剂微观结构和缺陷来增强光催化性能提供了参考。

    关键词： BaZrO3，光催化，氧空位，纯水，中空结构

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 制备具有可调孔隙和腔室尺寸的TiO2微球，以实现模拟阳光下CO2光还原过程中的快速气体扩散

    摘要： 通过简单的溶剂热法制备了具有可调孔隙和腔室尺寸的TiO2微球，并将其用作光催化CO2还原催化剂。研究发现，与实心和蛋黄/壳层微球相比，比表面积相对较低（73.8 m2/g）的中空微球具有更大的孔径（18.1 nm）和腔体结构，从而实现了更高的CO2扩散系数（5.40×10?? cm2/s）。因此，该中空微球为CO2吸附提供了更多可及位点，在模拟太阳光下最终实现了更高的CO产率（10.9±0.7 μmol/g·h），分别是实心和蛋黄/壳层微球的1.6倍和1.4倍。电子动力学研究进一步表明，在三种微球结构中，中空微球展现出最高的光电流密度和最低的电荷复合率，这归因于快速的CO2扩散为光生电子提供了新鲜CO2分子进行快速清除，最终导致其卓越的催化还原性能。该方法可作为通用策略，用于制备具有理想结构特性的高性能TiO2催化剂，以实现自然太阳光下的光催化CO2还原。

    关键词： 二氧化钛，二氧化碳还原，中空结构，光催化，质量传输

    更新于2025-09-04 15:30:14