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通过纳米组装增强等离激元Pd/Ag纳米片的 光热效应与稳定性以实现高效光驱动催化有机加氢
摘要: 由于能够利用表面等离子体激元促进太阳能向化学能的转化,具有精细调控结构和光学特性的等离子体纳米粒子在光催化领域展现出巨大潜力。本研究通过将不同钯银比例的Pd/Ag纳米片组装在聚苯乙烯微球表面,构建了一种强等离子体纳米结构球形纳米组装体。制备的Pd/Ag-PS纳米组装体比同浓度前驱体Pd/Ag纳米片表现出更优异的光热性能。更重要的是,该纳米组装体可高效驱动光化学反应中的有机加氢过程——其中Pd纳米组分作为加氢活性位点,而Pd/Ag纳米片能有效将光能转化为热能。在室温条件下,50 mW/cm2全光谱照射下的光催化加氢效率与70°C热驱动反应相当。此外,该纳米组装体比Pd/Ag纳米片具有更优异的光稳定性。研究证实光热效应(而非热电子转移)是提升光催化加氢性能的关键因素。紧密堆积的Pd/Ag纳米片间强等离子体耦合增强了电磁场强度与散射强度,提升了可见-近红外光捕获能力并产生高密度热点,从而显著提高整体光催化效率。
关键词: 光催化加氢、光热效应、热电子、表面等离子体共振耦合、Pd/Ag纳米片纳米组装体
更新于2025-09-11 14:15:04
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表面增强拉曼光谱揭示纳米结构上的等离激元介导化学反应
摘要: 源自纳米结构金属(金、银、铜等)中传导电子集体振荡的表面等离子体激元(SPs),不仅能在时空上重新分配电磁场,还能调控激发载流子(电子与空穴)及热能的分布。因此,表面等离子体激元可参与分子光谱分析、化学反应等多种过程。近年来大量研究证实,等离子体介导的化学反应(PMCRs)已成为高度活跃的研究领域,为温和条件下实现光驱动化学反应提供了极具前景的途径。与此同时,基于相同表面等离子体激元原理的表面增强拉曼光谱技术(SERS),凭借其高表面灵敏度与能量分辨率,已成为原位研究PMCRs的强效通用技术。
关键词: 表面等离子体激元、光热效应、热电子、热空穴、表面增强拉曼光谱、等离子体介导的化学反应
更新于2025-09-11 14:15:04
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利用小分子疏水交联剂组装的金纳米粒子胶体胶囊
摘要: 胶体胶囊(或称胶体囊泡)已被研究用于多种应用,如治疗剂封装、光热疗法、成像和能量存储?;谌橐旱暮铣煞ㄊ侵票附禾褰耗易畛S玫姆椒ǎ蚱洳僮飨喽约虻デ乙子诠婺;?。然而,虽然初始形成只需将胶体亚单元引入乳液并使其在界面自组装,但要制备稳定的共价连接胶体胶囊还需第二步反应,且制备亚微米级胶体胶囊极具挑战性。本文描述了一种简单快速的一步法,用于合成由金纳米颗粒(AuNP)和含巯基交联剂组成的共价连接稳定纳米级胶体胶囊。通过用柠檬酸盐稳定的AuNP包覆含巯基交联剂的乳液液滴,形成金纳米颗粒胶囊(AuNCs)。通过改变构建模块可调控胶体胶囊的理化性质。为验证这一点,我们采用粒径5-20 nm的AuNP组装了胶体胶囊。使用较大的20 nm起始颗粒时,所得AuNCs具有足够显著的λmax红移,适用于优先采用近红外激光的生物光热应用。研究发现这些AuNCs具有细胞相容性,在培养条件下保持稳定并能产生适度温升。这证明了该合成方法的??榛匦?,以及一步法制备纳米级金胶体胶囊的潜在优势。
关键词: 胶体胶囊、光热效应、胶体微球、金纳米粒子胶囊
更新于2025-09-11 14:15:04
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热透镜显微镜(TLM)在废水中痕量Cr(VI)检测中的应用
摘要: 在这项工作中,我们首次证明热透镜显微技术(TLM)可用于原位监测光催化过程的动态变化。通过该技术监测了以CdS为催化剂、可见光照射下六价铬(Cr(VI))在水溶液中的光催化还原过程。由于光催化处理后测得的Cr(VI)浓度值接近国际饮用水标准限值,相比此类分析中常用的紫外光谱法,TLM能提供更可靠的测量结果。
关键词: 六价铬,光催化,光还原,热透镜显微镜,光热效应,硫化镉光催化剂
更新于2025-09-10 09:29:36
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利用染料掺杂向列相液晶对偏振太赫兹波进行光学调控
摘要: 我们提出了一种基于染料掺杂向列相液晶(LC)的光学可调谐太赫兹(THz)偏振转换器。当染料掺杂液晶受到波长处于染料吸收带内的激光束照射时,会呈现光热诱导的向列相-各向同性相变。我们利用太赫兹时域光谱技术研究了扭曲排列染料掺杂液晶盒的透射光谱和偏振转换特性。通过基于光热效应的激光束照射,可以控制穿过该染料掺杂液晶盒的太赫兹波偏振态。实验结果还表明,与通过电极进行电压控制的液晶盒相比,这种染料掺杂液晶盒的光学控制在响应速度方面具有优势。本研究提出的染料掺杂液晶为实现多种具有光学可调谐特性的液晶基太赫兹元件提供了可能。
关键词: 太赫兹、偏振转换器、液晶、光控、光热效应
更新于2025-09-10 09:29:36
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锗<sub>2</sub>锑<sub>2</sub>碲<sub>5</sub>纳米尺度器件中界面依赖光电导的工程调控
摘要: 相变材料正越来越多地被探索用于光子学应用,从高分辨率显示器到人工视网膜。令人惊讶的是,由于这些材料在可重写光盘等应用中的相关性,我们对其中光-物质相互作用基本机制的理解一直局限于光热结晶。在这里,我们报告了对相变材料纳米级薄膜的光电导研究。我们发现相变材料中存在强烈的光电导行为,这表现为三种独立机制的复杂相互作用:光电导效应、光诱导结晶效应和光诱导热电效应。我们发现这些效应还协同作用,即使在理论上对称的器件中也能产生显著的光伏效应。值得注意的是,我们表明器件工程在决定主导机制方面起着决定性作用;通过改变电极和器件几何形状,可以将光热效应对可提取光电流的贡献降低到<0.4%。然后我们展示了这些单独效应对光响应的贡献与相位有关,非晶态比晶态更具光活性,并且在相变过程中电荷传输从热电子发射转变为隧穿。最后,我们使用这些材料展示了具有数量级可调谐性的光电探测器,在光检测响应度和带宽方面均表现出色。我们的结果为相变材料的光物理提供了见解,并突出了它们在未来光电子学中的潜力。
关键词: 混合模式操作、光热效应、可调谐光电探测器、相变材料、光电导率
更新于2025-09-10 09:29:36
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[2018年IEEE光子学会议(IPC) - 美国弗吉尼亚州雷斯顿(2018.9.30-2018.10.4)] 2018年IEEE光子学会议(IPC) - 腔光力光热传感器
摘要: 我们通过实验展示了一种利用梯度光力驱动的腔光力传感器。该传感器能通过吸收入射辐射及由此产生的纳米机械振荡器光热频率偏移来检测辐射。分析表明,该传感器可实现纳应变灵敏度和飞焦级能量检测。
关键词: 光热效应、应变测量、纳米机电系统、纳米传感器、光波导、纳米光子学
更新于2025-09-09 09:28:46
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光热协同催化甘油与二氧化碳在Au/ZnWO4-ZnO催化剂上转化为碳酸甘油酯
摘要: 将甘油和二氧化碳转化为碳酸甘油酯,为利用生物柴油副产物甘油和温室气体二氧化碳以及合成重要化工原料碳酸甘油酯提供了一条绿色途径。本研究首次将丰富的可见光引入热驱动的甘油羰基化体系,旨在通过打破热力学平衡限制来提升催化剂性能。研究设计了x%Au/ZnWO4-ZnO催化剂用于光热催化系统。结果表明,ZnWO4-ZnO本身即使在热驱动条件下也具有甘油羰基化活性,而负载等离子体金后催化性能进一步提升,尤其在可见光照射下效果显著。催化剂的可见光响应性和反应温度对x%Au/ZnWO4-ZnO的光热性能起关键作用,显示出强烈的光热协同效应,从而大幅提升了催化性能。该研究表明光热协同催化是进一步提高催化效率的有效途径之一。
关键词: 光热效应、甘油羰基化、局域表面等离子体共振、协同效应、碳酸甘油酯合成
更新于2025-09-09 09:28:46
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一种柔性光热棉-CuS纳米笼-琼脂糖气凝胶用于便携式太阳能蒸汽生成
摘要: 太阳能蒸汽生成技术以太阳光为能源,为生产清洁水提供了一条经济高效的途径。该策略特别适合个人、家庭及偏远地区居民的便携式小规模净水需求,但需要开发高效灵活、便于运输储存的光热材料。本研究将商用脱脂棉、光热硫化铜蛋黄壳纳米笼和琼脂糖结合,制备出一种高柔性光热气凝胶,在1.0倍太阳光照下实现94.9%的高能量转换效率(对应1.63 kg m-2 h-1的蒸发速率)。该气凝胶采用简易浇铸法制备,易于规?;J笛楸砻髌渚哂杏乓斓奈榷ㄐ浴辽?5次循环使用后性能无衰减。海水淡化所得洁净水盐度仅为0.54 ppm。由于原料(棉、琼脂糖和硫化铜)成本低廉,这种柔性光热气凝胶在便携式太阳能蒸发装置中展现出重要应用潜力。
关键词: 太阳能热能、纳米笼、气凝胶、水蒸发、光热效应
更新于2025-09-09 09:28:46
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CAHTs辅助的超疏水表面上的光驱动液滴聚并与离子检测
摘要: 基于液滴的开放式微流控技术中,复杂化学试剂的聚并与混合被视为样品处理及后续反应、显色/荧光分析的关键步骤。近期研究表明,利用光驱动液滴聚并可构建灵活、精准且高通量的光学液滴反应/分析平台。其中,作为流体-光相互作用之一的光热效应,通过光诱导相变实现液滴聚并展现出良好前景。本研究开发了接触角假说陷阱(CAHTs)辅助的光学液滴反应/分析平台——通过光热加热引发的润湿转变使三相接触线延伸,促使CAHTs上相邻液滴聚并以加速混合检测。实验证实:采用偏心光加热可实现受照液滴的可控定向延伸,从而增大液滴聚并所需的临界CAHTs间隙?;诟闷教ǎ颐且韵陨从Υ斫欣胱蛹觳庾魑拍钛橹?。相信这一构想在生物医学、制药、临床诊断和化学合成等诸多领域具有重要应用潜力。
关键词: 离子检测、超疏水表面、接触角假说陷阱、光热效应、液滴聚并、可定向延伸
更新于2025-09-04 15:30:14