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oe1(光电查) - 科学论文

724 条数据
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  • MgO/g-C3N4纳米复合材料作为可见光照射下高效的水分解光催化剂

    摘要： 通过煅烧六水合硝酸镁与g-C3N4的混合物制备了一系列MgO/g-C3N4纳米复合材料，并将其作为光催化剂用于水分解制氢。结果表明，该纳米复合材料能有效利用阳光从水中产氢，其光催化效率高于纯g-C3N4。当负载1 wt% MgO时，MgO/g-C3N4复合物在可见光下实现了30.1 μmol h-1的高析氢速率（HER），远高于纯g-C3N4的5.76 μmol h-1。其增强的光催化活性可归因于g-C3N4与MgO之间形成的异质结，促进了光生载流子的传输与分离。

    关键词： 光催化、MgO/g-C3N4纳米复合材料、异质结、析氢反应

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 一维TiO2纳米棒经S、N、O共掺杂碳纳米片修饰后光活性显著增强

    摘要： 二氧化钛（TiO?）是金属氧化物中最具活性的光催化剂之一，可用于污染物降解和太阳能分解水制氢。阻碍其广泛应用的主要缺陷在于仅吸收太阳光谱中的紫外部分且电荷动力学缓慢。将TiO?与合适材料复合形成杂化纳米结构可有效解决这些问题。本研究报道了一种基于一维TiO?纳米棒包裹硫-氮-氧共掺杂碳（SNOC）纳米片的新型纳米复合材料体系。该SNOC纳米片采用环保型卡拉胶作为硫、氧、碳源，尿素作为氮源，通过经济简便的路线合成。硅溶胶作为模板剂，在合成结束时去除后形成大比表面积材料。因此，该合成材料在可见光照射下对典型罗丹明B（RhB）表现出优异的脱色光催化性能。SNOC的表观速率常数达7.6×10?3 min?1，是不使用硅溶胶的SNOC材料（2.8×10?3 min?1）的近3倍。这种掺杂碳材料的性能可归因于大比表面积和高效可见光吸收的协同效应。TiO?纳米棒/SNOC纳米复合材料用于光电化学水分解时，其光电流密度（0.85 mA cm?2）显著高于纯TiO?纳米棒阵列（0.35 mA cm?2），这源于SNOC对电荷转移动力学的显著改善及协同催化作用。所有制备材料均通过晶体结构、光学吸收、表面形貌和电子特性等物理性质进行评估。

    关键词： 水分解、光电化学、光催化、异质结、二氧化钛纳米棒、硫氮氧共掺杂介孔碳

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • NiCo2O4修饰的g-C3N4通过光催化水还原实现高效产氢

    摘要： 本文首次采用三元镍钴氧化物(NiCo2O4)来增强g-C3N4的光催化水还原能力。17.5wt%-NiCo2O4/g-C3N4展现出优异的产氢性能，其产氢速率达到5480 μmol·h-1·g-1，远优于Co3O4、NiO及铂修饰的g-C3N4。在400(±7.5)nm光照下，该复合材料的量子效率可达4.5%。17.5wt%-NiCo2O4/g-C3N4活性的显著提升可归因于共存的多价态镍钴离子提供了更丰富的活性位点与更优异的电学性能。此外，该复合材料在20小时光照后活性几乎未出现明显衰减。基于本研究结果，我们提出NiCo2O4/g-C3N4产氢遵循Z型机理而非传统的p-n结机理。

    关键词： NiCo2O4，双金属复合物，光催化，析氢

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 可见光下新型Ca-Ag3PO4复合材料对菲和藻类的光催化去除：反应活性及共存效应

    摘要： 本研究首次探究了新型Ca-Ag3PO4复合光催化剂在可见光照射下对人工海水中菲（PHE）降解和藻类灭活的可行性。实验发现Ag3PO4相成功负载于钙基材料表面，且钙基载体能有效稳定Ag3PO4颗粒。该复合材料在可见光照射下展现出优异的菲降解或藻类灭活性能，不仅能单独高效处理单一污染物，更能协同去除共存污染物。在Ca-Ag3PO4/可见光体系中，12小时内菲与藻类的同步去除率均超过96%。研究进一步证实：菲降解效率随Ca-Ag3PO4投加量增加而提升，其中羟基自由基（HO?）是主要活性物种；而藻类灭活则主要源于HO?与材料释放的银离子（Ag+）共同作用。研究提出了可见光驱动下Ca-Ag3PO4催化去除菲与藻类的可能机理，为实际海水中多种污染物的同步治理提供了重要指导。

    关键词： 磷酸银，藻类，光催化，高级氧化工艺（AOPs），可见光，菲（PHE）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 用于可见光照射下高效光催化活性的嘧啶/g-C3N4纳米复合材料的制备

    摘要： 本工作首次通过简便的溶剂热法合成了一系列嘧啶/g-C3N4光催化剂。采用FT-IR、SEM、XPS、N2吸附-脱附等温线和BET表征方法对光催化剂的结构、元素组成和形貌进行了表征。通过可见光照射下降解罗丹明溶液研究了嘧啶/g-C3N4材料的光催化活性。其中含1 wt%嘧啶的嘧啶/g-C3N4光催化剂对RhB降解表现出最高的光催化活性，这主要归因于嘧啶/g-C3N4光催化剂内有效的界面电荷转移以及g-C3N4与嘧啶之间优异接触界面的协同效应。通过自由基捕获实验确定了光降解过程中的主要活性物种，证明超氧自由基(?O2-)和羟基自由基(?OH)在光催化反应中起主要作用。

    关键词： 光催化，嘧啶，电荷转移，g-C3N4

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 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

  • La改性TiO2/碳纳米管组装纳米复合材料用于甘油-水混合液高效光催化制氢

    摘要： 研究了镧（La）改性二氧化钛嵌入碳纳米管（CNTs）制备的纳米复合材料，用于增强甘油-水混合体系的光催化产氢性能。通过溶胶-凝胶辅助水热法合成的样品采用XRD、FESEM、HRTEM、FTIR、BET、紫外-可见光谱、拉曼和光致发光光谱进行表征。锚定在CNTs上的La/TiO2具有更大比表面积和均匀分布的La3+离子。在紫外-可见光照射的连续流动浆态光反应器系统中评估了复合材料的性能：5%La-5%CNTs/TiO2纳米棒产氢速率最高达17265 ppm g-cat-1 h-1，分别是5%La-5%CNTs/TiO2纳米颗粒的1.14倍、5%La/TiO2的1.53倍和纯TiO2纳米颗粒的4.10倍。这种显著的光活性提升源于La与CNTs的协同效应、更大的BET比表面积、La对甘油的裂解作用、合适的能带结构以及抑制的电荷复合速率。在牺牲试剂中，由于碳原子上连接的α-氢原子存在，甘油体系产氢量最高。通过建立BET比表面积与光子通量对光催化产氢速率的相关性，阐明了复合纳米结构的性能机制——发现BET比表面积及光生载流子的高效生成与分离对提升产氢速率具有关键贡献。值得注意的是，催化剂在循环测试中表现出持久的稳定性并维持稳定产氢。本研究为构建可见光下高效产氢的La/TiO2-CNTs复合体系提供了可行路径。

    关键词： La/TiO2、甘油、TiO2/CNTs杂化材料、产氢、可见光、光催化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 原位阴离子交换策略构建花状BiOCl/BiOCOOH p-n异质结实现太阳光照射下高效光催化去除水中有毒污染物

    摘要： 单组分半导体光催化剂电荷分离效率低下严重制约了其实际应用。本研究报道了一种原位阴离子交换策略，可控构建太阳光驱动的p-n异质结光催化剂BiOCl/BiOCOOH。在该合成过程中，BiOCOOH微球不仅作为形成异质结构的载体，还作为Bi3?供体生成BiOCl。这种原位阴离子交换途径使BiOCl在BiOCOOH表面均匀分布并形成紧密界面接触。在模拟太阳光照射下，所制得的p-n异质结BiOCl/BiOCOOH催化剂对有毒污染物（MO染料和TC抗生素）展现出远超BiOCOOH和BiOCl的光催化活性。其中最优的S3样品具有最高光催化活性，其MO降解速率常数达0.0599 min?1，分别是BiOCOOH和BiOCl的2.9倍和9.7倍。电荷分离与转移的改善以及花状结构是性能提升的主要原因。自由基捕获实验表明空穴、?OH和?O??共同参与污染物降解。该工作为废水处理提供了一种新型太阳光驱动的BiOCl/BiOCOOH p-n异质结光催化剂。

    关键词： 阴离子交换、阳光、BiOCl/BiOCOOH、光催化、p-n异质结

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 具有主导{002}晶面的二维超薄WO3纳米片，用于高性能二甲苯传感和甲基橙光催化降解

    摘要： 我们在此报道了一种通过简便的表面活性剂诱导自组装方法合成的二维（2D）超薄WO3纳米片（约4.9纳米），其主导晶面为{002}晶面。研究发现，这种超薄WO3纳米片展现出显著增强的二甲苯传感性能和甲基橙光催化降解性能，这可归因于高比例的反应性{002}晶面（>90%）以及高比表面积（121平方米/克）。我们系统研究了气体传感和光催化的机理。这项工作对于通过二维结构调控和晶面工程来设计高性能金属氧化物基气体传感和光催化材料具有重要意义，这将推动它们在环境问题中的实际应用。

    关键词： {002}晶面，二维，光催化，三氧化钨，气体传感

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 掺铁CdWO?纳米粒子的合成与表征及其光催化活性增强研究

    摘要： 通过水热法成功合成了铁掺杂的CdWO4纳米颗粒。对产物的形貌、晶体结构和光催化活性进行了表征与研究。结果表明，铁掺杂能提高CdWO4对甲基橙有毒染料降解的光催化效率。确定铁掺杂CdWO4的最佳Fe/Cd原子比为0.10。该铁掺杂CdWO4催化剂的高活性可归因于晶粒尺寸的减小，且掺杂的铁离子能够捕获并转移电子-空穴对。

    关键词： 掺杂、光催化、CdWO4、甲基橙、铁离子

    更新于2025-09-23 15:23:52