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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 利用简易Ag2O/TiO2复合物实现可见光诱导水溶液中亚砷酸盐的氧化：性能与机理

    摘要： 将水合亚砷酸盐[As(III)]转化为毒性较低的砷酸盐[As(V)]是砷污染修复的关键步骤。本研究采用pH诱导沉淀法合成的Ag2O/TiO2复合材料，在可见光照射下进行As(III)的光催化氧化。X射线衍射、透射电子显微镜和X射线光电子能谱分析证实了Ag2O/TiO2异质结构的形成。与纯Ag2O和TiO2相比，30% Ag2O/TiO2复合材料在可见光照射下对As(III)氧化表现出更高的光化学反应活性。在最佳条件[pH=4.0，光催化剂用量为0.3 g L-1，初始As(III)浓度为10 mg L-1]下，反应120分钟后As(III)的氧化率和去除率分别为60.7%和83.0%。此外，光生电子在Ag2O表面形成Ag(0)有助于提高Ag2O/TiO2复合材料的稳定性。研究还发现光生空穴和超氧自由基在As(III)氧化中起主导作用。光催化活性的提高归因于Ag2O与TiO2之间形成的异质结、强可见光吸收能力，以及Ag-Ag2O界面肖特基势垒导致的光生电子-空穴对的高分离效率。

    关键词： 可见光、亚砷酸盐氧化、Ag2O/TiO2复合材料、光催化

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 通过尺寸筛选与电化学发光相结合提取高质量量子点光催化剂

    摘要： 量子点（QDs）是太阳能制氢领域最具前景的光催化体系之一。尽管已有大量研究致力于量子点光催化剂的设计，但其进一步发展受限于不同活性高低质量量子点的混杂问题。本研究以多元合金Ag-In-Zn-S（AIZS）量子点为例，提出一种结合梯度离心与电化学发光（ECL）技术的高效光催化剂筛选方法。通过可控引入不良溶剂，梯度离心将粗提量子点分离为五个组分，并利用ECL测试获取表面状态信息进行筛选。结合尺寸选择性离心与ECL筛选，我们成功获得高活性组分（AIZS-#4），其产氢速率达1.68 mmol·g?1 h?1，较初始AIZS量子点提升6倍。该方法为获取高质量量子点光催化剂提供了新途径，突破了单纯追求完美合成条件的局限。

    关键词： 尺寸选择、电化学发光、量子点、光催化、I-III-VI族化合物

    更新于2025-11-14 15:32:45

  • 掺杂钒酸铋的硅酸铋玻璃的光学与光催化性能

    摘要： 本研究的目的是探究掺杂0.25、0.5和1.0 mol% BiVO4的硅酸铋玻璃的光学及光催化性能。玻璃组成为60 mol% SiO2和40 mol% Bi2O3。通过光学光谱及CIELab系统颜色分析发现，BiVO4的添加使玻璃颜色从淡黄色变为黄橙色，并具有更窄的带隙。在0.5和1.0 mol% BiVO4掺杂玻璃中观察到了光催化活性，同时讨论了BiVO4掺杂对硅酸铋玻璃的影响。

    关键词： 光学、光催化、钒酸铋、硅酸铋玻璃、CIELab

    更新于2025-11-14 15:30:11

  • 可见光驱动的g-C3N4/Cu2O异质结构体，对四环素降解和微生物灭活具有高效光催化活性

    摘要： 通过简便的化学沉淀法成功合成了g-C3N4/Cu2O复合材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外漫反射光谱(UV-DRS)等技术对制备的光催化剂进行了表征。光催化实验表明，在可见光照射下，与纯g-C3N4和Cu2O相比，g-C3N4/Cu2O复合材料对四环素(TC)表现出更高的光降解活性，对大肠杆菌(E. coli)和禾谷镰刀菌(F. graminearum)也具有更强的灭活效率。光致发光(PL)光谱表明g-C3N4与Cu2O之间的异质结能有效促进光生载流子的分离效率?；钚晕镏植痘袷笛楹偷缱幼孕舱?ESR)分析揭示了?O2-、?OH和h+在光催化过程中起重要作用。本研究可为设计用于环境净化的多功能g-C3N4基光催化剂提供新思路。

    关键词： 失活机制、四环素、异质结构、光催化、g-C3N4/Cu2O

    更新于2025-11-14 15:29:11

  • 0D/2D AgInS2/MXene Z型异质结纳米片用于提升N2光合成氨性能

    摘要： 为探索高效的氮气还原反应（NRR）光催化剂，研究人员采用具有不同质量比的零维AgInS2纳米颗粒与二维MXene（Ti3C2）纳米片构建Z型异质结构。根据其光学及光电特性，所得复合材料展现出优异的界面电荷转移能力。结果表明，在可见光照射（>400 nm）下，30 wt% AgInS2复合样品的氮固定光催化性能显著提升，氨产率达38.8 μmol/(g·h)。同时，密度泛函理论计算显示双核端式结合结构的N2活化能产生高吸附能（Ead = -5.20 eV）。此外，通过Ti3C2与N2的量子计算阐释了光催化活性增强的机理。该研究为提升NRR性能提供了新体系。

    关键词： N2还原、DFT计算、AgInS2/MXene异质结、光催化

    更新于2025-11-14 15:28:36

  • 通过双功能TiO2介质改善Pt/CdS光催化剂产H2性能以实现高效电子转移和空穴阻挡

    摘要： 采用贵金属助催化剂进行表面修饰被证实是提升各类光催化剂光催化效率的有效途径。然而，考虑到金属助催化剂在光催化剂表面的随机分散，负载贵金属的光催化剂通常表现出有限活性增强——因为贵金属本身也可能成为光生电荷的复合位点。本文成功将具有双重功能（高效电子传输与空穴阻隔）的TiO?引入Pt与CdS界面，构建了Pt-TiO?/CdS光催化剂，旨在抑制Pt活性位点上高电子-空穴对复合率。在可见光照射下，所有制备的Pt-TiO?/CdS均显示出显著增强的光催化产氢性能，其中Pt-TiO?/CdS(8%)获得最高光催化产H?速率（294.2 μmol/h），该数值较Pt/CdS提高约3.2倍。研究提出"TiO?双功能介导机制"解释其优异产氢性能：Pt-TiO?/CdS中的TiO?层不仅作为电子传输层有效传递光生电子以促进Pt助催化剂上的产H?反应，同时充当空穴阻隔层防止光生电荷在Pt活性位点的复合，从而显著提升最终产氢活性。

    关键词： 光催化、铂、氢气生成、硫化镉、二氧化钛

    更新于2025-11-14 15:27:09

  • 硫掺杂还原氧化石墨烯/硫化锌纳米复合材料用于2-氯酚光催化降解及实际乳品废水消毒的研究

    摘要： 本研究采用简便的一锅法合成了硫掺杂还原氧化石墨烯（S-rGO）修饰硫化锌（ZnS）纳米复合材料（S-rGO/ZnS）。考察了ZnS和S-rGO/ZnS纳米复合材料对2-氯苯酚（2-CP）及实际乳品废水的光催化净化与消毒应用。通过光致发光光谱、紫外-可见光谱、扫描电子显微镜和X射线衍射分析了材料的理化特性。实验结果表明：S-rGO/ZnS纳米复合材料具有优异的光催化活性，在太阳光照射4小时内可实现2-氯苯酚99.3%的降解率。此外，在处理乳品废水时也显示出显著的抗菌潜力。该研究为建立可见光响应型S-rGO/ZnS纳米复合材料提供了重要见解，该材料有望在废水净化领域实现多场景高效应用。

    关键词： 2-氯酚、光催化、乳品废水、化学需氧量、抗菌活性、硫掺杂还原氧化石墨烯/硫化锌

    更新于2025-11-14 15:26:12

  • 氢氧化铟纳米片/钼酸铋分级微球异质结的简易合成及其光催化性能增强

    摘要： 已构建多种Bi2MoO6（BM）基异质结以提升光催化性能，但氢氧化物/BM异质结鲜有报道。为阐明氢氧化物在异质结中对电荷分离及光活性增强的作用，首次通过室温化学沉淀法，在BM分级微球表面原位生长In(OH)3纳米片，简易制备了In(OH)3/BM异质结。该异质结的构建得益于BM与In(OH)3界面处形成的In-O-Bi/Mo键。光致发光光谱、时间分辨荧光光谱及光电化学测试表明：相较于纯BM，In(OH)3/BM异质结显著加速了光生载流子的分离，从而提高了活性氧物种的生成速率，增强了对罗丹明B、水杨酸和间苯二酚的光催化降解效率。该异质结具有高化学稳定性和良好的可重复使用性。本研究不仅提供了一种新型BM基异质结，更重要的是深入揭示了氢氧化物在异质结中的作用机制，可为其他含氢氧化物异质结的制备提供指导。

    关键词： Bi2MoO6、In(OH)3、异质结、光催化、电荷分离

    更新于2025-11-14 15:24:45

  • 利用铂掺杂钛酸盐纳米材料通过吸附-光催化联合工艺高效去除水中阳离子染料

    摘要： 本研究通过控制反应时间水热制备了两种钛酸盐纳米材料（TNMs），包括钛酸盐纳米片（TNS）和钛酸盐纳米管（TNT），随后制备了铂（Pt）掺杂的TNMs。将所制材料的可见光催化性能与市售TiO? P25进行对比。结果表明：改变TiO?颗粒形貌可增强其对水中阳离子染料的吸附能力及光催化活性。特别是所有制备材料通过吸附-光催化协同作用对亚甲基蓝的去除率均高于P25，但对阴离子染料效果不明显。对于阳离子染料（亚甲基蓝和罗丹明B）及阴离子染料（甲基橙和萘酚蓝黑），TNT比TNS表现出更高的光催化活性。经Pt掺杂后，TNMs的光催化活性较原始材料显著提升。值得注意的是，0.5 wt% Pt掺杂TNS在紫外照射120分钟和140分钟后分别实现了亚甲基蓝和罗丹明B的100%去除，优于P25；不过Pt掺杂TNMs对阴离子染料的光催化性能仍低于P25。

    关键词： 光催化、阳离子染料、钛酸盐纳米材料、吸附、铂掺杂

    更新于2025-11-14 15:13:28

  • 硫化镉纳米结构：形貌对亚甲蓝光催化降解及产氢的影响

    摘要： 已知无机材料的尺寸和形貌会显著影响其物理化学性质。本研究首次报道了在化学合成的一维（纳米棒）、二维（纳米片）和三维（分级结构）纳米硫化镉存在下，可见光驱动光催化降解稳定有机染料分子丽丝胺绿的过程。一维与三维CdS对丽丝胺绿的可见光催化降解效率相当。值得注意的是，经5分钟超声处理后，这种由大量含活性表面位点的细纳米线堆叠而成的高结晶性三维CdS，其光降解效率较一维和二维CdS提升了四倍。清除剂实验表明电子和超氧自由基是丽丝胺绿光降解的主要活性物种，循环光降解研究则证实三维CdS具有良好的抗光腐蚀稳定性。此外，光催化产氢实验也显示三维CdS较一维和二维CdS具有更优异的活性。由此证明材料形貌确实影响光催化性能。这些结果表明，本研究所考察的三维CdS纳米结构可作为高效光催化剂，通过精细调控可同时应用于环境修复和制氢领域。

    关键词： 赤藓红钠盐、纳米结构、光催化、析氢反应、硫化镉

    更新于2025-11-14 14:48:53