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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 搭载碳点的核壳型电气石@氧化锌复合光催化剂

    摘要： 我们在此报道了一种新型电气石@氧化锌核壳复合材料（负载碳点作为多波段光活性敏化剂）的成功设计与高效应用——该材料在室温氙灯照射下对甲基橙表现出优异的光催化降解性能。通过简易均相沉淀法系统合成了裸氧化锌、碳点/氧化锌、电气石@氧化锌及碳点/电气石@氧化锌四种材料，并依次采用XRD、FTIR、FESEM、HRTEM、UV-Vis、PL、PC和EIS等技术进行详细表征。BET测试显示三维花状结构的裸氧化锌比表面积高达62.049 m2/g，其余复合材料均证实形成了碳点镶嵌于氧化锌层表面的核壳结构。与纯氧化锌相比，多元复合体系的光催化活性获得显著提升，其中三元体系（碳点/电气石@氧化锌）以91.25%的降解率表现最为突出。这种高效催化性能源于碳点修饰剂与电气石核芯的协同效应：既促使氧化锌基质捕获更多光生电子，又通过碳点拓宽可见光响应范围，同时利用电气石的自发极化和表面电场有效抑制电子-空穴对的复合。

    关键词： 电气石、光催化、氧化锌、核壳结构、碳点

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过Bi2O3微片上沉积Cu2O增强p-n异质结的太阳能驱动水氧化活性

    摘要： 作为太阳能驱动水分解中的重要半反应，开发低成本、高效的水氧化光催化剂更具挑战性。增强太阳光捕获能力并抑制载流子复合是制备高效半导体基光催化剂以实现太阳能到化学能转化的关键。本文报道了一种通过简便环保的合成路线制备的高度分散Cu2O/Bi2O3复合材料，其中n型Bi2O3微片与纳米级p型Cu2O耦合构建异质结，得益于Bi2O3与Cu2O界面间的紧密相互作用，有效提升了光生载流子的传输效率。我们研究了该异质结中载流子传输的电化学特性及载流子浓度。在人工太阳光照射下，这种杂化材料相比单一Bi2O3或Cu2O，在水氧化和染料光降解方面均表现出更优异的光催化性能。该异质结体系的初始产氧速率分别是纯Bi2O3和Cu2O的1.4倍和8倍。本研究为合成新型杂化材料提供了新方法，并为基于异质结的光催化在绿色能源生产和废水净化中的应用提供了见解。

    关键词： 纳米复合材料、水氧化、光催化、异质结、废水净化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 竹炭/纳米二氧化钛（BC/TiO?）复合材料的评估及其在光催化涂料中的应用

    摘要： 竹炭/纳米TiO?（BC/TiO?）复合材料被设计制备以进一步提升TiO?的光催化性能。通过氮气吸附测试、扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS）表征以及光催化与力学性能分析，研究了BC/TiO?复合材料的评估及其在光催化涂层中的应用。结果表明，TiO?与BC的最佳比例为0.03。在4小时紫外光照射下，罗丹明B（RhB）降解率可达62.9%，比纯TiO?样品高43.7%。BC/TiO?的比表面积（SBET）和总平均孔径（D）分别可达388.33 m2/g和3.71 nm。此外，主要由BC/TiO?和聚丙烯酸乳液（PAE）制备的光催化涂层不仅表现出令人满意的力学性能，还具有优异的光催化性能。当BC/TiO?复合材料的添加量为6%时，涂层的最佳光催化性能在8小时紫外光照射下RhB降解率达83.7%，且附着力、铅笔硬度和抗冲击性分别达到2级、2H和44 kg·cm。

    关键词： 竹炭、纳米二氧化钛、光催化、涂层

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 掺铜杂化Agx–Auy@ZnO纳米粒子及其增强的光催化活性

    摘要： 本文报道了铜掺杂杂化Agx–Auy@ZnO光催化剂的简易多元醇合成方法。通过X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、透射电子显微镜和氮气吸附实验对所得样品进行了表征。实验结果表明，银、金及银-金合金纳米颗粒成功负载于组装的铜掺杂氧化锌表面。以敌草隆除草剂为模型污染物，在模拟太阳光照射下测试了铜掺杂Agx–Auy@ZnO纳米材料的光催化性能。向掺杂ZnO中添加银和/或金纳米颗粒显著提升了反应速率常数，其随银金含量变化呈现火山型曲线规律。铜掺杂Ag0.3@ZnO、Au0.5@ZnO和Ag0.5–Au0.3@ZnO分别获得最大准一级速率常数18.55×10?3 min?1、22.70×10?3 min?1和24.74×10?3 min?1。由于有效的电子转移协同效应，铜掺杂Ag0.5–Au0.3@ZnO双金属纳米颗粒展现出最高的光催化活性。

    关键词： 混合光催化剂，铜掺杂，敌草隆，水处理，多元醇法，一锅法，氧化锌，金，光催化，太阳光，银

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 利用光催化净化环境空气（室内或室外）或废气实用性的简要调查

    摘要： 本调查旨在评估异相光催化技术在三大领域净化空气的可行性。针对室内空气，降解中间产物的形成（其中部分可能具有毒性或刺激性）是关键问题，这显然出于安全考量。因此，单独推广空气净化器的商业化存在疑问，因其管理无法完全交由用户负责。若将净化器集成于通风管道中，通过适当传感器自动调节气流以持续输送健康空气，或可实现有效控制；若压降条件允许，还可在送风至使用空间前增设吸附式过滤器。主要问题在于成本，其取决于光催化剂效能及其因固体沉积物（包括空气中含硅化合物形成的SiOx）导致的逐渐衰减。 对于室外空气，由于阳光中紫外线占比极低，净化速率本就有限。更重要的是，污染物必须转移至光催化表面才能发挥作用，因此光催化技术的显著效果仅限于少数密闭空间。此外，灰尘沉积及光催化生成的无机盐（易在避雨处累积）会随时间推移进一步降低本已不高的效能。故尽管存在相关宣称，光催化材料用于室外空气净化的实际价值仍存疑。 关于废气处理，光催化技术的实用性显然取决于废气中的污染物与水蒸气含量、待处理气体体积及目标空气质量要求。若经试验验证某类废气处理在经济上可行，工业环境可提供必要监测条件。但为在具体案例中更有效地与传统工艺竞争，可能仍需研究改进反应器设计、提升光催化剂活性与寿命，以及探索太阳能利用途径。

    关键词： 光催化。室内空气。室外空气?？掌欧盼??？掌换?。

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 具有电子输出"触手"的共轭供体-受体聚合物光催化剂用于高效产氢

    摘要： 共轭聚合物（CPs）的可调结构和多功能特性使其成为光催化水分解的可行分子平台。通常，聚合物光催化剂的结构设计侧重于调节其光学带隙结构或电荷分离能力，而电子输出能力在光催化过程中的重要性常被忽视。本研究通过向聚合物主链引入电子输出"触手"位点——二苯并噻吩-S,S-二氧化物（FSO）单元，展示了一种分子工程策略，构建了一系列供体-受体型共轭聚合物光催化剂以实现高效产氢。该策略不仅优化了光吸收能力和激子分离效率，还赋予了材料优异的电子输出性能。详细的DFT计算进一步从理论上证实了FSO单元作为电子输出"触手"位点的关键作用。

    关键词： 共轭聚合物、电子输出"触手"、人工光合作用、析氢反应、光催化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于改性氮化碳的光催化去除NO：天青石矿物颗粒的影响

    摘要： 大气中的NO是一种有毒有害气体，其浓度近年来持续上升。众所周知，大气中含有的矿物颗粒可能影响光催化去除NO的过程。本研究发现，天青石改性能显著提高g-C3N4的光催化NO去除活性（约3.8倍）和稳定性。在本体系中，天青石颗粒嵌入g-C3N4的氮空位中。天青石与氮空位的协同效应是NO去除活性提升的根源。光照时，光生电子可被氮空位捕获并限制，同时天青石能将这些受限电子转移给O2产生更多·OH，从而将NO氧化为硝酸盐。这些发现有助于理解矿物颗粒对光催化NO去除的影响，并设计高效NO去除光催化剂。

    关键词： 一氧化氮去除、g-C3N4、光催化、天青石、矿物颗粒

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • α-硫化镍/三氧化二铋纳米复合材料用于增强曲马多的光催化降解

    摘要： 本研究制备了一系列α-NiS/Bi2O3复合纳米材料，并评估其作为可见光下降解曲马多的高效光催化剂性能。分别采用燃烧法和碳酸氧铋分解法制备了Bi2O3的两种多晶型（α-单斜相和β-四方相）。同时开发了一种简便方法，在温和条件下以六亚甲基四胺为水解剂、Na2S2O3为硫源合成超薄α-NiS纳米片。通过多种技术对NiS/α-Bi2O3和NiS/β-Bi2O3复合材料进行了全面表征，以了解其结构、光学、电化学、微观结构和形貌特性。α-NiS/Bi2O3材料表现出改善的可见光吸收、增强的载流子分离和光电化学性能。形貌研究表明两种半导体相之间存在微观紧密接触。α-NiS/Bi2O3材料在可见光照射下对水相曲马多降解表现出优异的光催化活性，其中α-NiS/β-Bi2O3体系活性最高，3小时内实现94%降解。光催化作用机制涉及从Bi2O3导带到NiS价带的Z型电子转移，这促进了载流子的有效空间分离并提高其反应活性。?OH自由基和h+被确定为曲马多氧化的主要瞬态活性物种。本研究开发的光催化方法可作为目前基于TiO2的紫外活性光催化剂降解曲马多的可行替代方案。

    关键词： 曲马多、三氧化二铋、光催化、硫化镍(α相)、Z型异质结

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 具有带隙漏斗结构的钙钛矿光催化剂CsPbBr3-xIx用于可见光下制氢

    摘要： 采用一种简单高效的光辅助方法，通过在水性HBr/KI溶液中进行离子交换，从CsPbBr3制备全无机混合钙钛矿CsPbBr3-xIx粉末样品，使得样品颗粒中I的浓度从表面到内部逐渐降低。负载铂纳米颗粒的CsPbBr3-xIx/Pt样品在CsPbBr3饱和的HBr水溶液中经可见光照射时表现出优异的析氢性能。在120 mW cm-2可见光（λ ≥ 420 nm）照射下，200 mg CsPbBr3-xIx/Pt粉末的析氢速率达到224 μmol h-1。CsPbBr3-xIx样品具有高稳定性，在重复进行50小时析氢实验后催化活性无明显下降。在450 nm光照下，CsPbBr3-xIx/Pt的表观量子效率测定为2.15%。

    关键词： 光催化、析氢反应、带隙漏斗效应、全无机钙钛矿、卤素梯度

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 一步法制备Bi4O5BrxI2?x固溶体及其在可见光下对有机污染物降解的优异光催化性能

    摘要： 高效光催化剂是控制环境污染（尤其是有毒且难降解的有机污染物）的需求所在。本文通过调节溴/碘摩尔比，采用一步溶剂热法制备了一系列富铋Bi4O5BrxI2?x固溶体光催化剂，该材料能有效降解苯酚和罗丹明B（RhB）等有机污染物。通过X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和高分辨透射电子显微镜（HRTEM）对光催化剂的物相结构与形貌进行表征，证实成功合成了Bi4O5BrxI2?x固溶体光催化剂。所得样品在可见光照射下对苯酚和RhB表现出优异的光催化活性，且通过调控Br/I比例可优化其光催化性能。当Br/I比例为1:1时，Bi4O5BrxI2?x固溶体展现出最高光催化效率，其对苯酚的降解活性分别是纯Bi4O5Br2和Bi4O5I2的6.4倍和8.5倍。这种性能提升归因于Bi4O5BrxI2?x固溶体中光生电子-空穴对的高效分离，相关光学及光电化学表征证实了这一机制。

    关键词： 一步合成，光催化，Bi4O5BrxI2?x固溶体，富铋

    更新于2025-09-23 15:23:52