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oe1(光电查) - 科学论文

724 条数据
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  • 氧空位参与的高效载流子利用促进光催化偶联反应

    摘要： 缺陷能显著优化氧化物材料的光捕获能力与电子结构。然而，在温和条件下实现缺陷工程策略仍具挑战性。同时，在耦合体系中协同利用光生空穴（h+）和电子（e?）促进光氧化与光还原的报道更为罕见。我们首次揭示了一种氧空位介导的光催化策略：通过电子与空穴的充分利用，实现硝基苯还原与苯甲醇氧化的耦合反应。二氧化钛表面原位生成的氧空位（OVs）大幅扩展可见光吸收范围，并促进光生电子传输以实现高效光催化。实验与理论结果表明，TiO2表面的化学吸附降低了苯甲醇的氧化电位并使其最高占据分子轨道（HOMO）上移，从而推动苯甲醇向苯甲醛的氧化转化。原位生成的氧空位还充当桥梁，促使光生电子定向迁移至硝基苯。该工作为利用反应物与催化剂间的化学吸附作用，实现协同光催化的缺陷工程策略提供了新视角。

    关键词： 光催化、光还原、表面络合、氧空位、光氧化

    更新于2025-11-14 14:48:53

  • 化学共沉淀法制备的ZnO/NiO纳米复合材料在可见光辅助下的增强光催化性能

    摘要： 通过简便的化学共沉淀法合成了一系列Ni1?xZnxO（x=0.1至0.4）纳米复合材料。利用X射线衍射（XRD）图谱进行结构分析，结果显示存在立方相（NiO）和六方相（ZnO）。分别采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、能量色散X射线光谱（EDX）和紫外-可见光谱研究了制备纳米复合材料的化学键合、形貌、元素组成及光学性能。FESEM图像显示，在较高锌含量下形成了纳米棒结构。随着锌含量的增加，复合材料的光学带隙显著减小。此外，采用玫瑰红（RB）和亚甲基蓝（MB）染料溶液研究了样品在阳光照射下的光催化能力。结果表明，染料浓度的降解百分比随光照时间延长以及样品中锌含量增加而提高。

    关键词： 光催化、共沉淀法、场发射扫描电子显微镜

    更新于2025-11-14 14:48:53

  • 揭示等离子体金属/半导体界面电荷动力学对二氧化碳光还原的影响

    摘要： 阳光在新兴可持续能源转换与存储技术的发展中起着关键作用。通过人工光合作用实现的光诱导二氧化碳还原是生产可再生燃料和环?；返幕?。等离子体金属纳米颗粒与半导体之间的界面相互作用，在广泛的太阳光谱范围内展现出增强的光活性。然而，这些材料中光诱导电荷转移过程及其对光催化的影响仍存在争议，这主要源于不同时间尺度上发生的复杂反应路径。本研究采用覆盖多时间尺度的先进原位与瞬态光谱技术，并结合理论计算，揭示了Ag/TiO2催化剂光催化二氧化碳还原的整体机制。我们的发现证实了决定紫外与可见光照射下光活性增强的关键因素，这对太阳能转换材料的设计具有重要启示意义。

    关键词： Ag/TiO2催化剂、光催化、等离子体金属纳米粒子、可持续能源、太阳能转化、人工光合作用

    更新于2025-10-22 19:40:53

  • 机械合成BiFeO?亚微米颗粒对亚甲基蓝的光降解作用

    摘要： 本文通过考察亚甲基蓝溶液的降解情况，评估了高能球磨法合成的铁酸铋颗粒的光催化活性。相较于广泛采用的化学合成法制备此类光催化剂，这种机械化学法具有规?；统杀旧挠攀啤Ｑ芯糠治隽颂犷榉勰┑慕峁?、微观结构及光学特性，并通过实验证实其光催化效率。结果表明亚甲基蓝染料降解率达95%，添加H2O2氧化剂并光照15分钟后可实现完全降解。

    关键词： 光降解，铁酸铋，光催化

    更新于2025-10-22 19:40:53

  • 具有p-n异质结的分层Cu2S量子点@ZnO纳米针中电荷转移特性的工程化：迈向高效且可回收的光催化剂

    摘要： 通过调控连续离子层吸附与反应（SILAR）工艺，成功构建了一种基于分层结构纳米火柴棒状异质结（NMSHs）的新型光催化剂——Cu?S量子点（QDs）@ZnO纳米针（NNs）交错能隙p-n异质结体系。在紫外和可见光照射下，通过罗丹明B（RhB）水溶液的光催化降解实验，评估了不同Cu?S QDs负载量的Cu?S@ZnO异质结光催化特性。结果表明：经能带结构调控优化的样品（进行六次SILAR循环的S3系列试样）在所有合成样品中展现出显著提升的光催化活性，这归因于适量Cu?S QDs的敏化作用。该结构不仅能与ZnO纳米针形成促进光生载流子分离的p-n结，还可与ZnO NNs表面缺陷相互作用以降低电子-空穴复合概率。此外，Cu?S QDs的存在还能拓展光吸收范围以提高太阳光利用率。值得注意的是，在紫外光条件下S3样品表现出显著增强的RhB降解效率，这一结论通过本文的电荷转移机制讨论与评估得到明确验证。进一步补充研究表明，所开发的纳米级Cu?S@ZnO异质结构在长期循环光催化实验中仍保持优异的光稳定性，有望广泛应用于高效且可持续循环利用的光催化剂领域。

    关键词： 光催化、量子点、ZnO@Cu2S层级结构、光稳定性、p-n异质结

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 一种全光谱无金属卟啉超分子光催化剂，兼具高效产氢与产氧双功能

    摘要： 成功构建了一种全光谱（300-700纳米）响应型卟啉超分子光催化剂，其理论太阳光谱效率达44.4%。首次实现卟啉光催化剂在无需添加任何助催化剂的情况下，分别以40.8和36.1微摩尔每克每小时速率产氢与产氧。其强氧化性能还表现出高效的光降解活性，在苯酚光降解方面比g-C3N4高出十倍以上。这种优异的光催化还原与氧化活性源于电子捕获基团的分子偶极产生的强内建电场及超分子光催化剂的纳米晶结构。通过调节卟啉的最高占据分子轨道与最低未占分子轨道能级，该超分子光催化剂获得了适宜的带隙结构，从而在可见光照射下产生氢气和氧气析出的热力学驱动力。通过结构设计有机分子的有序组装来调控光催化剂能带结构，为能源与环境应用中有机光催化剂的设计提供了新思路。

    关键词： 超分子光催化剂、光催化、全光谱、双功能、偶极子

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 活性氧物种的作用及KBiO3合成方法对亚甲基蓝和环丙沙星光降解的影响

    摘要： KBiO3通过三种方法合成：化学取代法、水热法和声化学法。所有反应产物经X射线粉末衍射分析均显示KBiO3具有立方结构。采用扫描电子显微镜(SEM)分析各样品形貌，图像显示颗粒呈立方体状(化学取代法)、球体状(声化学法)和片状(水热法)。高分辨透射电镜(HR-TEM)技术用于确认晶体结构并测定样品粒径，同时验证形貌特征。评估了KBiO3对亚甲基蓝(MB)和环丙沙星(CPFX)降解反应的光催化活性：声化学法制备的KBiO3在120分钟内使MB几乎完全褪色(近100%)，水热法合成的KBiO3对CPFX实现67%降解率。这些结果与催化剂形貌及有机物在催化剂表面的吸附作用相关。为深入理解MB和CPFX的光催化降解过程，向反应体系中添加苯醌、异丙醇和过氧化氢酶等清除剂以鉴定参与的活性氧物种(ROS)。研究发现过氧化氢(H2O2)是MB降解的主要氧化物种；而CPFX的氧化则由超氧自由基(O2?·)介导。

    关键词： 光催化、有机污染物、活性氧物种、清除剂、KBiO3

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 黑磷/单层Bi2WO6纳米片的Z型二维/二维异质结增强光催化活性

    摘要： 黑磷（BP）作为一种星形二维材料，因其独特的化学和物理性质而备受关注。BP凭借优异的光学性能在光催化领域展现出巨大潜力，但迄今应用仍十分有限。本研究通过简单高效的方法设计并制备了二维/二维BP/单层Bi2WO6（MBWO）Z型异质结。该BP/MBWO异质结在光催化水分解制氢和NO去除净化空气方面表现出增强的光催化性能：其最高产氢速率达21042 μmol g-1，是原始MBWO的9.15倍；NO去除率高达67%?；诙苑从χ?O2?、?OH、NO2和NO3?物种的监测，我们提出了Z型光催化机理。该工作拓展了BP的应用范围，凸显了其在环境污染治理和可再生能源问题中的广阔前景。

    关键词： 氢气生产、光催化、黑磷、二维/二维异质结、Z型机制

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 金属硫化物光催化：可见光诱导的有机转化

    摘要： 过渡金属硫化物属于半导体光催化剂的一个重要亚类，可在温和条件下促进多种有价值的氧化还原反应。金属硫化物的一个显著优势是其带隙通常小于金属氧化物，这使得其中许多材料能够直接利用可见光。从历史上看，金属硫化物用于可见光诱导的有机转化研究始于多相光催化领域诞生后不久。本综述主要聚焦于近年来金属硫化物光催化在可见光诱导选择性有机转化方面的最新前沿进展。由于新材料合成方法的出现、新反应机制的探索，以及金属硫化物与金属氧化物、金属纳米颗粒或其他新兴材料的复合，这一特定光催化分支的研究兴趣再度升温。因此，我们根据开发新型或更高效有机转化过程的不同策略，将其分为四个部分进行阐述。二元和三元金属硫化物（通常与新材料的合成及机理研究相关）可直接用于可见光诱导的有机转化，这是后续发展的基础，将首先介绍。其次，金属硫化物与金属氧化物或金属纳米颗粒的协同作用可促进多种光催化体系，相关进展将在接下来的两节中讨论。此外，另一节将专门探讨金属硫化物与金属有机框架（MOFs）、石墨烯和石墨相氮化碳（g-C3N4）等新兴材料的复合，以突显其与这些材料结合的重要性。尽管各部分的发展阶段差异较大，我们仍力求客观呈现这四个特色鲜明的研究方向，为这一蓬勃发展的领域预留广阔的拓展空间。

    关键词： 金属硫化物、选择性氧化、光催化、可见光、选择性还原

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 二氧化钛/活性炭复合催化剂光催化降解亚甲基蓝和苯酚

    摘要： 采用二氧化钛-活性炭复合材料分别在水溶液中进行了亚甲基蓝和苯酚的光催化降解实验。通过使用不同织构特征的活性炭复合材料以及不同波长或能量的光源，探究其对二氧化钛-活性炭催化剂性能的影响。催化剂（TiAC1、TiAC2和TiAC3）是通过将活性炭载体浸渍于钛前驱体（TiO2）水悬浮液中制备而成。采用BET、XRD和FTIR对催化剂进行表征。衍射图谱显示强峰归属于锐钛矿相二氧化钛，弱峰表明存在少量金红石相。FTIR显示TiO2颗粒中存在Ti-O-Ti键的宽峰。分别在可见光和不同波长的紫外光照射下进行了亚甲基蓝和苯酚的光催化降解实验。对于亚甲基蓝去除，吸附作用占主导；而对于苯酚去除，光分解作用更为显著。

    关键词： 光催化、苯酚、亚甲基蓝、二氧化钛、活性炭、前驱体

    更新于2025-09-23 15:23:52