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oe1(光电查) - 科学论文

724 条数据
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  • 控释水过程对纳米级TiO?颗粒物理化学性质的影响

    摘要： 采用水控释放过程（WCRP）合成了TiO2光催化剂。系统研究了烷基化酯化WCRP体系对TiO2形貌、比表面积（SSA）及光催化活性的影响。通过改变酯化反应中醇和酸的结构，发现乙醇/乙酸反应混合物体系中获得的TiO2具有最优的比表面积和光催化活性。值得注意的是，叔丁醇/乙酸体系中获得的TiO2同时含有锐钛矿和金红石相，而其他体系仅含锐钛矿相。优化了乙醇与乙酸的酯化条件，实验结果表明：缩短反应时间或添加能与水形成共沸物的有机溶剂可提升纳米TiO2的比表面积，但对光催化活性无显著影响。进一步通过核磁共振光谱研究了酯化WCRP体系的反应机理，揭示出酯化、醚化和水解三种反应类型。

    关键词： 水控释放过程(WCRP)、对甲苯磺酸、酯化反应、光催化、二氧化钛

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • ZIF-8衍生的中空CuO/ZnO材料用于增强光催化性能研究

    摘要： 盐酸四环素（TC）是一种广泛应用于医疗和兽医领域的广谱抗生素。然而其过量使用会危害环境和人体健康。近期研究表明，构建CuO/ZnO异质结对水中有机物处理具有良好效果。本研究以沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-8）为初始原料，合成了多孔中空结构的CuO/ZnO光催化剂用于催化降解TC。结果表明：当Cu与Zn摩尔比为0.1时，所制得的CuO/ZnO呈现多孔中空多面体特征。与CuO/ZnO纳米颗粒及纯ZnO、CuO颗粒相比，其光催化降解效率显著提升——在可见光（λ>420 nm）照射60分钟时可达87%，且具有良好的稳定性。这种多孔中空CuO/ZnO复合材料对水中盐酸四环素的高效环保降解展现出重要应用前景。

    关键词： 光催化、盐酸四环素、沸石咪唑酯骨架结构材料（ZIF-8）、中空CuO/ZnO

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 间隙氮诱导内建极化电场提升Zn2SnO4N光电极的电化学性能

    摘要： 通过一步微波辅助溶剂热法成功制备了高活性Zn2SnO4N光催化剂。氮杂原子通过占据间隙位点引入Zn2SnO4晶格，诱导形成内建极化电场和杂质能级，这有利于促进光生电子-空穴对的分离与迁移。结果表明，所制备的Zn2SnO4N展现出更优的光电化学性能，其对罗丹明B的光降解速率较纯Zn2SnO4提高了3.3倍。在内建电场作用下，杂质能级作为电子跃迁的跳板而非复合中心，从而增强了光催化性能。该发现为理解掺杂改性机制提供了新思路。

    关键词： 氮掺杂、Zn2SnO4、内建电场、光催化、杂质能级

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 基于共轭聚合物络合的Ti、V和Zn金属氧化物在可见光催化下的含时密度泛函理论与实验研究

    摘要： 密度泛函理论（DFT）与含时（TD）-DFT研究表明，通过将过渡金属氧化物（TMOs，包括Ti、V和Zn的氧化物）与共轭聚合物聚噻吩（PTh）复合，可显著改变其光学性质。采用化学氧化聚合法合成了TMO纳米结构及其聚合物复合物。通过红外光谱（IR）、X射线衍射图谱（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）和场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）等形貌分析手段，证实了TMO表面包覆PTh及样品的纳米级特性。研究发现所制备样品具有可见光驱动光催化活性。基于PTh与TMO前沿轨道的相对排布解释了复合物的敏化机制，并根据电子特性判定PTh对三种金属氧化物均为高效光敏剂。由于PTh的最高占据分子轨道（HOMO）恰好位于三种TMO带隙之间，促进了电子从给体（PTh）向受体（TMO）的转移。吸收光谱的显著红移及Tauc图计算得出的光学带隙减小，证实复合物较裸材料带隙明显降低。等电子密度图表明PTh-TMO复合物为给体-受体体系，分子间电荷转移量则量化了电子从PTh（给体）向TMOs（受体）的转移过程。

    关键词： 共轭聚合物、TD-DFT、可见光、金属氧化物、DFT、光催化、聚噻吩、带隙调控

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 原位合成Nb2O5/g-C3N4异质结构作为太阳能驱动分子氢析出高效光催化剂

    摘要： 本研究聚焦于合成具有匹配能带位置和适宜比表面积的异质结构，以实现高效光催化分子氢（H2）制备。特别地，采用水热法合成了具有合适能带位置和高比表面积的三维Nb2O5/g-C3N4异质结构。低载流子复合率的Nb2O5与高可见光吸收的g-C3N4组合，在多种空穴捕获剂（三乙醇胺(TEOA)和甲醇）存在下模拟太阳光照射时展现出显著光催化活性。系统研究了该新材料的以下方面：不同Nb2O5与g-C3N4摩尔比对异质结构性能的影响、所用空穴捕获剂的作用、以及影响能带排列的助催化剂和载流子密度效应。与纯Nb2O5和g-C3N4相比，光生电子-空穴对的分离/转移效率显著提高，其中10 wt% g-C3N4/Nb2O5体系获得最高110 mmol/g·h的分子H2产率（对比g-C3N4的33.46 mmol/g·h和Nb2O5的41.20 mmol/g·h）。这种增强的光催化活性归因于充分的界面相互作用，通过直接Z型机制促进Nb2O5/g-C3N4界面快速光生电子-空穴对。

    关键词： Z型机制、析氢反应、水热合成、石墨相氮化碳、光催化、异质结构、五氧化二铌

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 一种从硫脲直接一步合成超薄g-C3N4纳米片以增强太阳能光催化产氢的方法

    摘要： 二维（2D）石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片作为一种具有优异性能的光催化剂，已成为光催化领域的"后起之秀"。虽然从块体g-C3N4粉末剥离得到的纳米片已广泛应用，但开发简便的合成方法仍充满挑战。为此，我们报道了一种直接聚合策略来制备超薄g-C3N4纳米片——仅需在空气中加热硫脲而不添加任何模板剂。通过以三乙醇胺为牺牲剂、铂为助催化剂，在可见光照射（λ>420 nm）下进行水还原制氢反应评估样品光催化活性。结果表明，这种平均厚度仅3.5 nm的少层g-C3N4纳米片展现出卓越的可见光产氢速率（1391 μmol g?1 h?1）和突出的表观量子效率（420 nm处达6.6%）。最终，所制超薄g-C3N4纳米片的产氢速率不仅显著高于双氰胺或三聚氰胺衍生的g-C3N4，也优于相同条件下热氧化刻蚀法制备的g-C3N4纳米片。

    关键词： g-C3N4纳米片，无模板聚合，太阳能转化，二维材料，光催化，一步合成

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 新型铂钯合金纳米颗粒修饰的g-C3N4纳米片，具有增强的可见光照射下产氢光催化活性

    摘要： 通过化学沉积沉淀法合成了铂钯双金属合金纳米粒子（NP）修饰的石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片光催化剂。光催化产氢性能表征显示，引入PtPd合金NP作为助催化剂可显著提升g-C3N4纳米片的产氢能力。其中0.2 wt% PtPd/g-C3N4复合光催化剂达到最大产氢速率1600.8 μmol g–1 h–1。当反应体系中添加K2HPO4时，产氢速率进一步提升至2885.0 μmol g–1 h–1。该PtPd/g-C3N4光催化剂表现出良好的光催化稳定性，在经历四次循环实验后仍能保持大部分光催化活性。通过多种光电技术验证，提出了可能的活性增强机制。结果表明PtPd与g-C3N4之间的协同效应显著提升了复合光催化剂的光催化性能。

    关键词： 析氢反应，铂钯合金纳米颗粒，光催化，g-C3N4纳米片

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 纳米复合聚合物纳米纤维光脱色水的起伏变化

    摘要： 鉴于水污染呈指数级加剧导致水资源短缺，我们迫切需要能以极低能耗快速净化水的实用纳米技术系统。本文介绍了一种基于二氧化钛纳米颗粒（NPs）和聚醚砜纳米纤维（NFs）的纳米复合材料体系，该材料可吸附并光解有机水污染物（如染料分子）。我们从净化效率及纳米填料光催化活性可能影响的结构性两方面评估了该体系的优缺点：虽然该材料具有超亲水性，能通过吸附/光解作用去除水中95%的亚甲基蓝（MB），但紫外照射会导致其热机械性能下降——不过仍保持在纯NFs的性能水平。从动力学角度分析，其去除行为符合一级和二级动力学模型，且该纳米复合NFs的去除行为更符合二级动力学模型。总体而言，这些反馈表明该纳米复合材料能有效用于水处理，且其结构性能与纯材料同样可靠。

    关键词： 纳米纤维、光降解、染料去除、水处理、光催化

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 异质结构Cu2O/(001)TiO2对畜禽舍氨气光催化降解的影响

    摘要： 本文采用浸渍还原法制备了异质复合催化剂Cu2O/(001)TiO2，研究了所制备催化剂的晶型、高活性晶面含量、形貌、光学性能及光生电子-空穴复合速率，并通过模拟太阳光下光催化降解氨气来评估Cu2O/(001)TiO2的性能，在相同反应条件下与单独的P25、Cu2O和(001)TiO2进行对比。结果表明：在120分钟反应时间内，Cu2O/(001)TiO2对初始浓度为(120±3)ppm的氨气去除率达到80%，其降解率高于纯P25(12%)、Cu2O(12%)和(001)TiO2(15%)。这可能归因于该复合物(Cu2O/(001)TiO2)的高活性(001)晶面含量增加了8.2%，且带隙宽度减小了1.02eV。研究还发现气流对氨气光催化降解存在影响。因此掌握如何维持Cu2O/(001)TiO2对氨气的降解效果，对未来实际应用具有重要意义。

    关键词： 理论基础、氨、光催化、异质结构

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 不同浓度NaOH预处理TiO2对亚甲基蓝的光催化降解

    摘要： 本论文采用不同NaOH浓度（2、5、10和15 M）处理{001}晶面TiO2，研究了NaOH对{001}TiO2晶体结构、形貌、光学性能、光生电子-空穴复合及亚甲基蓝降解性能的影响。结果表明，当NaOH浓度高达10 M时出现金红石相TiO2，其光催化性能显著优于其他样品。随着氢氧化钠浓度增加，材料形貌相应改变，比表面积增大且光生电子-空穴复合速率降低。自由基捕获实验表明羟基自由基和空穴在光催化过程中起重要作用。

    关键词： 氢氧化钠浓度、自由基清除、{001}面二氧化钛、亚甲基蓝、光催化

    更新于2025-11-14 17:03:37