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oe1(光电查) - 科学论文

19 条数据
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  • 直接Z型MoSe2修饰TiO2纳米管阵列光催化剂用于水净化

    摘要： 探索具有高效电荷分离和卓越氧化还原能力的Z型异质结光催化剂十分必要但极具挑战性。本研究通过简便的原位水热法制备了一种新型直接Z型MoSe2修饰TiO2纳米管阵列光催化剂（记为MoSe2@TNTs）。少层MoSe2纳米片均匀分布于TNTs表面且未遮蔽管状结构。与单一TNTs和MoSe2相比，所制备的MoSe2@TNTs复合物对消除污染物（如4-硝基苯酚和六价铬）表现出更优异的光催化活性。研究结果表明：适量MoSe2作为助催化剂与TNTs结合形成直接Z型结构而非传统II型异质结，能产生具有高氧化还原能力的丰富光生活性物种。

    关键词： 光催化、二氧化钛纳米管阵列、Z型机制、二硒化钼

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 溶解性天然有机物对TiO2纳米管阵列光催化去除微量污染物性能的影响

    摘要： 二氧化钛纳米管阵列（TNA）是一种极具前景的水中微量污染物光催化剂，但其在复杂水体基质中的适用性仍需深入研究。本研究考察了溶解性天然有机物（NOMs）对TNA去除4-氯-2-甲基苯氧乙酸（MCPA，一种常见水体微量污染物）性能的影响。结果表明：虽然液相中NOMs的光敏化作用有助于MCPA去除，但由于NOMs与TNA表面的相互作用，其总体效应反而抑制MCPA去除——当仅含5 mg/L SWR-NOM和UMR-NOM时，MCPA总去除率分别从94.3%降至62.0%和61.8%。酸性pH可缓解NOMs的抑制作用（15 mg/L SWR-NOM和UMR-NOM存在时，MCPA总去除率仅从94.5%降至83.3%和88.8%），并增强NOMs光敏化效应；而碱性pH条件下NOMs的抑制作用完全消失（15 mg/L SWR-NOM和UMR-NOM存在时，MCPA总去除率分别从45.7%升至55.7%和60.5%）。两种常见共存阴离子（磷酸盐和碳酸氢盐）也能缓解NOMs的抑制效应：当含15 mg/L SWR-NOM时，100 mg/L碳酸氢盐使MCPA总去除率从49.1%升至65.1%、100 mg/L磷酸盐从49.1%升至62.5%；另一组实验中，100 mg/L碳酸氢盐使去除率从45.2%升至56.1%，100 mg/L磷酸盐从45.2%升至62.9%。光电流测试证实这些阴离子显著抑制了NOMs对光生空穴（h+）的捕获作用，而氯离子、硝酸根和硫酸根则无显著影响。

    关键词： 微污染物，2-甲-4-氯苯氧乙酸（MCPA），二氧化钛纳米管阵列，光催化，天然有机物

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • Co3O4掺杂TiO2纳米管阵列电极的制备与性能

    摘要： 通过阳极氧化不同钴含量的Co-Ti合金，制备了Co3O4掺杂的TiO2纳米管阵列电极。采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和电化学工作站对样品的形貌、元素组成、晶体结构和电化学性能进行了表征。研究了钴含量、退火温度和测试电解液对电极电化学性能的影响。结果表明，Co3O4掺杂显著提高了TiO2纳米管阵列的比电容值。当合金中钴含量为9%、退火温度为100°C、测试电解液为0.5 M Na2SO4时，Co3O4掺杂TiO2纳米管阵列电极的电化学性能最佳。在最优条件下制备的电极在扫描速率为10 mV s-1时表现出高达937.9 μF cm-2的比电容值，并具有良好的倍率性能和优异的循环稳定性。

    关键词： 钴钛合金、电化学性能、四氧化三钴、阳极氧化、二氧化钛纳米管阵列

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 高度增强的氧化镁修饰二氧化钛纳米管阵列的光电化学阴极?；ば阅苤票?

    摘要： 制备了氧化镁修饰的二氧化钛纳米管阵列（TiO2 NTs），以研究其对304不锈钢（SS 304）的光电化学（PEC）阴极?；ば阅堋＞煌露鹊耐嘶鸫砗?，修饰材料的表面发生了显著变化。在400°C下获得的膜状Mg(OH)2在500°C和600°C处理后转变为MgO颗粒。进一步在700°C热处理形成了MgTixOy@TiO2核壳结构。通过光电化学方法研究系列样品发现，修饰后的TiO2 NTs的阴极?；ば阅芟灾嵘?。其中，600°C处理的氧化镁修饰TiO2 NTs（Ti-Mg-O 600）对底层钢材表现出最佳的PEC阴极?；ばЧ＝徊窖芯勘砻?，Ti-Mg-O 600优异的PEC阴极保护性能归因于光生载流子的有效分离、载流子浓度的增加以及导带电位的负移。

    关键词： 氧化镁、改性二氧化钛、二氧化钛纳米管阵列、光电化学阴极?；?

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 采用溅射金助催化剂的介孔黑色二氧化钛阵列，具有高效电荷分离和高析氢活性

    摘要： 光生载流子的分离与转移是高性能TiO?光催化剂设计中的关键问题。为克服动力学限制并实现快速电荷转移，TiO?基多元催化剂已被广泛研究。在所有TiO?载体中，具有宽可见光吸收谱和氧空位的黑色TiO?（BT）表现突出，但仍存在量子效率低的问题。同时，传统负载方法对助催化剂分布的精准控制不足也严重制约了光催化效率。本研究采用快速简便的金属磁控溅射法，在通过原位电化学阳极氧化技术在钛膜上制备的介孔TiO?-BT纳米管阵列顶部均匀沉积金纳米颗粒助催化剂。这种具有高度均匀分布金助催化剂的限域等离子体光催化剂展现出显著增强的电荷分离与转移行为，其光催化产氢活性较常规TiO?纳米管提升达10倍。我们提出TiO?-BT-Au电子转移级联结构：黑色TiO?作为TiO?导带电子的缓冲层，使高效光生电子能定向转移至金纳米颗粒，继而进入适合产氢的TiO?孔道。由于纳米管壁本身向上弯曲，短扩散路径使电子易于转移至助催化剂区域，从而有效抑制光生电子对的复合。这种贵金属助催化剂固定的磁控溅射技术及独特的TiO?-BT-Au电子转移体系具有广阔应用前景，可推广至其他负载型催化剂的设计。

    关键词： 金属磁控溅射、二氧化钛纳米管阵列、氧空位、析氢反应、金纳米颗粒、黑色二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于TiO2纳米管阵列的紫外光电探测器原位拉曼研究：纳米管长度的影响

    摘要： 通过两步阳极氧化法制备了管长分别为4、6和7微米的二氧化钛纳米管阵列（TNAs）。随后利用这些不同管长的TNAs制备了具有Au/TiO2/Au结构的紫外光探测器（PDs）。采用原位拉曼光谱研究了TNA长度和器件面积对器件性能的影响。在532纳米激光照射下，使用尺寸为1×1平方厘米、管长7微米的TNA时获得了最大激光/暗电流比。此外，当器件受到更高能量激光（325纳米）照射时，紫外拉曼光谱比可见光拉曼光谱表现出更高的灵敏度。在325纳米波长下，激光/暗电流比达到532纳米激光条件下的近24倍。观测到锐钛矿相TNAs的六个声子模（分别位于144、199、395、514和635 cm?1），对应Eg(1)、Eg(2)、B1g(1)、A1g/B1g(2)和Eg(3)振动模式。144 cm?1处的强低频峰源于O-Ti-O弯曲振动，是锐钛矿相的特征峰。结果表明TNA基PDs的性能具有长度依赖性。同时在TNA表面观测到4-巯基苯甲酸（4-MBA）分子的表面增强拉曼散射信号，该现象表明长度依赖性性能可能源于TNA比表面积的增加。此外，TNAs对紫外光的强吸收导致Eg(1)模式发生蓝移。

    关键词： 紫外光电探测器、表面增强拉曼散射、二氧化钛纳米管阵列、SERS、拉曼光谱学

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过拉曼光谱直接动态观测染料敏化太阳能电池在工作状态下电荷分离的证据

    摘要： 界面在提升染料敏化太阳能电池（DSCs）能量转换性能方面起着重要作用。虽然已有诸多技术用于研究界面效应，但几乎所有研究都仅针对部分电池组件而非完整太阳能电池开展。因此，监测DSC的界面演变过程仍极具挑战性。本研究采用原位/工况共振拉曼（RR）光谱分析技术，对DSC光伏转换过程的动态变化进行了实时监测。我们观察到光敏化过程中产生了新物质（即多碘离子和碘聚集体）。同时成功识别出分子尺度的动态证据：2,2'-联吡啶（bpy）的C═C键、NCS配体的S═C═N键及光化学产物的谱带均呈现显著的强度与频率变化，这明确证实它们是电荷分离的重要路径。此外，RR光谱技术还可快速评估DSC的性能表现。

    关键词： 染料敏化太阳能电池、半导体、二氧化钛纳米管阵列、拉曼光谱、电荷转移

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过拉曼光谱直接动态观测染料敏化太阳能电池在原位工作条件下的电荷分离证据

    摘要： 界面在提升染料敏化太阳能电池（DSCs）能量转换性能方面起着重要作用。虽然已有诸多技术用于研究界面效应，但几乎所有研究都仅针对DSC的部分组件而非完整电池进行。因此，监测DSC的界面演变仍极具挑战性。本研究采用原位/工况共振拉曼（RR）光谱分析技术，动态追踪了DSC光伏转换过程。我们观测到光敏化过程中产生了新物质（即多碘离子和碘聚集体），并成功识别出分子尺度的动态证据：2,2'-联吡啶（bpy）的C═C键、NCS配体的S═C═N键以及光化学产物的谱带均呈现显著的强度与频率变化，这明确证实它们是电荷分离的重要路径。此外，RR光谱技术还可快速评估DSC的性能。

    关键词： 染料敏化太阳能电池、半导体、二氧化钛纳米管阵列、拉曼光谱、电荷转移

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 二氧化钛纳米管阵列修饰铂族金属（铂、钯、钌）纳米颗粒：光电流性能的增强

    摘要： 采用阳极氧化法以钛箔为基体制备了高度有序的二氧化钛纳米管阵列（TiO2 NTs），并通过恒电位脉冲电沉积法进一步负载三种铂族金属（铂、钯、钌）纳米颗粒（粒径2~10 nm）获得复合材料。与纯TiO2 NTs相比，三种复合样品（M-TiO2 NTs，M=Pt、Pd、Ru）均表现出不同的光响应增强效应和光电化学性能差异。本研究考察了M-TiO2 NTs作为光阳极和阴极的性能：当Ru-TiO2作为光阳极在可见光照射下工作时，展现出最佳降解效率（约85.8%），表明铂族金属不仅可作为助催化剂，还能在可见光激发下发挥作用。作为阴极时，三种M-TiO2 NT电极在析氢反应（HER）中均比纯TiO2 NTs具有更高效率，其中Pt-TiO2 NTs无需牺牲剂即表现出更优性能（其法拉第效率超过铂电极），这归因于TiO2 NTs表面均匀细密的金属纳米颗粒为反应提供了丰富活性位点。

    关键词： 铂族金属纳米粒子，光电催化，水分解，氢气生产，二氧化钛纳米管阵列

    更新于2025-09-23 05:05:40

  • 高度有序TiO2纳米管阵列增强光电化学行为的机理：锐钛矿/金红石相结

    摘要： 许多研究已探讨了煅烧温度对二氧化钛纳米管阵列（TNTAs）光电化学性能的影响。多数工作聚焦于通过优化微观结构来改善光电化学性能。然而本文证明，二氧化钛纳米管中形成的锐钛矿/金红石相结是提升光电化学性能的关键因素。紫外-可见漫反射光谱、掠入射角X射线衍射（GIA-XRD）和电化学阻抗谱观测表明：金红石相富集于纳米管底部，而锐钛矿相分布于纳米管主体区域。当锐钛矿与金红石相比例约为60%/40%共存时，TNTAs展现出最优性能——其光电流密度较纯锐钛矿TNTAs提升1.4倍。同步辐射光电子能谱的详细分析进一步证实了该相结的存在及其作用机制。结果表明：由于能带边缘排列效应，光生电子会从金红石相向纳米管内的锐钛矿相转移，这种相结促进了光生载流子的分离与沿纳米管的传输，从而显著增强了光电化学性能。

    关键词： 光电化学性质、二氧化钛纳米管阵列、相结、热处理

    更新于2025-09-23 12:52:46