- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
可见光响应的溴氧化铋/类石墨相C3N4杂化材料及其通过内建电场在光催化中的应用
摘要： 在本研究中，我们提出了一种简便方法制备BiOBr/类石墨相C3N4复合光催化剂——通过室温自组装过程将BiOBr原位沉积于g-C3N4模板表面构建而成。该方法采用g-C3N4/BiOBr纳米复合材料，在可见光激发（λ > 420 nm）下展现出优异的光催化性能。运用X射线衍射、透射电子显微镜、N2吸附-脱附、能量色散X射线光谱、傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱等多种技术，系统研究了样品的晶相结构、形貌特征、织构特性及组分组成；并通过紫外-可见漫反射光谱、稳态荧光光谱、光电流响应分析、电化学阻抗谱和价带X射线光电子能谱等技术，分别测定了其光学性质、光电化学特性及能带结构。此外，将该异质结构材料与单一BiOBr或g-C3N4在相同反应体系中的催化活性进行了全面对比研究。所制得的BiOBr/g-C3N4复合材料相比单一BiOBr表现出显著优势，对多种底物均具有普适性：二氯萘酚降解效率提升达3倍，Cr(VI)还原效率提高至2.5倍。这种增强的光催化活性主要源于有效的电荷转移机制，该机制可在BiOBr与g-C3N4界面形成内建电场，从而促进空间电荷分离。本研究为设计具有宽光谱吸收范围和快速电荷分离特性的高效半导体复合光催化剂提供了新途径。
关键词： 类石墨相C3N4、BiOBr、自组装、光电化学、内建电场
更新于2025-09-04 15:30:14
-
双金属PtAu合金纳米颗粒集成g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>杂化材料作为高效水制氢光催化剂
摘要： 本文报道了一种简便的溶剂热法合成金属（铂和金）及金属合金（铂金）纳米颗粒（NPs）与石墨相氮化碳（g-C3N4）复合材料的工艺，该材料可用于水分解应用。研究发现，不同比例的铂和金金属及金属合金NPs尺寸在3-5纳米范围内，并均匀分布在g-C3N4片层上。这些金属及金属合金NPs作为g-C3N4的助催化剂，通过增强光吸收和促进高效电荷分离，显著提升了氢气（H2）生成的光催化活性。合金组成对最大化光活性具有重要作用，其中优化的PtAu/g-C3N4样品实现了1009微摩尔每克每小时（μmol g-1 h-1）的产氢速率。研究进一步探究了优化后的PtAu合金NPs与g-C3N4复合体系在可见光辅助下的光催化产氢性能。该工作展示了一种坚固、稳定且易于合成的PtAu/g-C3N4杂化材料，作为通过水分解制氢的极具前景的光催化剂。
关键词： 合金纳米粒子、异质结构、g-C3N4、水分解、双金属、光电化学
更新于2025-09-04 15:30:14
-
掺钕BiFeO?/SrRuO?异质外延薄膜的能带隙调控及其可见光光电化学活性
摘要： 多铁性材料/金属和多铁性材料/电解质界面处的能带偏移对电荷转移的控制能力（进而改变光活性性能）已在太阳能转换应用中引发广泛关注。我们在此证明，在向下自极化BFO薄膜中，这两个界面的能带偏移对决定电荷传输方向起关键作用——电子倾向于向BFO/电解质界面移动以实现水还原。实验与第一性原理计算表明，BFO中钕(Nd)掺杂剂通过减少局域电子-空穴复合位点并调节带隙以增强可见光吸收，从而提升光电化学性能。这为通过调控带隙促进高效电荷转移的异质结构设计开辟了新途径。
关键词： 密度泛函理论（DFT）、异质结带阶、电荷转移、掺钕铁酸铋、光电化学（PEC）
更新于2025-09-04 15:30:14
-
高活性Fe3O4纳米酶作为信号放大器：一种简单、低成本但高效的超灵敏光电化学免疫分析策略
摘要： 在真实生物样本中灵敏且简便、低成本地检测疾病相关生物标志物，对早期诊断和疾病监测至关重要。本研究首次引入高活性Fe?O?纳米酶作为信号放大器，开发出一种超灵敏的光电化学（PEC）免疫分析法，与先前报道的酶标记PEC免疫分析法相比，该方法同时具有操作简便和成本低的显著优势。为阐明PEC平台原理，本研究以前列腺特异性抗原（PSA，Ag）作为目标模型。具体而言，在裸铟锡氧化物（ITO）电极上垂直生长的ZnO纳米棒（ZnO-NRs）表面沉积ZnIn?S?纳米晶体，制备出ZnIn?S?/ZnO-NRs/ITO光电极作为PEC基质来修饰捕获PSA抗体（Ab1）。将组氨酸修饰的Fe?O?（his-Fe?O?）纳米酶作为信号放大器与信号PSA抗体（Ab2）连接形成his-Fe?O?@Ab?复合物，并通过特异性夹心免疫反应锚定。标记的his-Fe?O?纳米酶作为过氧化物酶诱导生成不溶性绝缘沉淀物，导致光电流信号显著降低。得益于his-Fe?O?纳米酶的高催化效率与ZnIn?S?/ZnO-NRs/ITO光电极优异PEC性能的协同作用，实现了目标Ag检测的18 fg/mL超低检出限。此外，由于高活性his-Fe?O?纳米酶替代了天然酶作为信号放大器，该PEC免疫分析法兼具简便性和低成本特性。
关键词： 光电化学、四氧化三铁、免疫分析、纳米酶、信号放大器
更新于2025-09-04 15:30:14
-
含锌掺杂三氧化钨/聚4-(噻吩-3-基)苯胺的无机/有机界面组装体的光电化学研究
摘要： 研究了由掺锌三氧化钨（Zn-WO3）与聚3-噻吩苯胺（P3ThA）组装形成的无机/有机/界面（IOI）体系在纳米颗粒悬浮液和固态薄膜中的光活性。通过以[Fe(CN)6]4-作为水合电子光活性供体，探究了P3ThA改性剂对IOI光电化学行为的影响。结果表明[Fe(CN)6]3-（光解产物）的吸附过程主导了IOI组装体的光活性表现。相较于原始Zn-WO3，P3ThA展现出更强的非均相光化学响应。Zn-WO3与P3ThA之间形成跨越能隙的p-p结型能带排列，其电荷转移过程通过空穴传输机制实现。通过分析界面电子亲和能、功函数及空穴/电子势垒高度等IOI结特性阐释了界面活性，并推测界面处形成了接近费米能级的杂化子带态。水相纳米体系表现出中等稳定性，其光催化活性的可重复性证实了这一点。[Fe(CN)6]4-和P3ThA共同维持了原始Zn-WO3表面的稳定性。
关键词： 光电化学、太阳能、异质结、半导体
更新于2025-09-04 15:30:14
-
利用2,2′:5′,2′′-三联噻吩电聚合过程中无机纳米颗粒的包埋电沉积工艺构建光活性无机/有机界面
摘要： 采用包埋电沉积法制备了光活性无机/有机界面组装体（IOI）。聚2,2′:5′,2′′-三噻吩（PTTh）作为有机薄膜分别包埋了CdS、TiO?和掺锌WO?纳米颗粒。通过光谱和电化学技术研究了其能带结构。在黑暗和光照条件下对水溶液中的组装体进行了测试，并与PTTh薄膜的性能进行对比。结果表明氧气对抑制电子/空穴复合起关键作用——氮气吹扫除氧时观测到极低光电流。性能排序显示：PTTh/CdS光电流最大，其次为PTTh/Zn-WO?，PTTh/TiO?最弱。
关键词： 遮挡、界面、有机半导体、光电化学、无机物
更新于2025-09-04 15:30:14
-
一种用于稳定高效光电化学水分解的多孔Ni-O/Ni/Si光阳极
摘要： 一种易于制备的多孔Ni-O/Ni/Si光阳极展现出优异的光电化学活性：起始电位为0.93 VRHE，在1.23 VRHE下光电流达39.7 mA cm?2，能量转换效率为3.2%，且稳定性超过100小时。
关键词： 稳定性、水分解、多孔Ni-O/Ni/Si光阳极、能量转换效率、光电化学
更新于2025-09-04 15:30:14
-
WO3/BiVO4 II型异质结阵列修饰缺氧ZnO钝化层：一种高效稳定的光阳极
摘要： 在本工作中，我们报道了一种具有高效光电化学（PEC）性能和稳定性的三元WO3/BiVO4/ZnO光阳极，可实现高效水分解。首先通过水热法在氟掺杂氧化锡（FTO）玻璃基底上生长WO3纳米片阵列，随后旋涂BiVO4层于WO3纳米片表面，制备出II型WO3/BiVO4异质结阵列。接着采用原子层沉积（ALD）技术在WO3/BiVO4异质结阵列上引入薄层ZnO，构建三元WO3/BiVO4/ZnO光阳极。研究表明，该光阳极中的ZnO薄层含有丰富氧空位，能有效作为钝化层提升光生载流子的分离效率及表面水氧化动力学。在无助催化剂条件下，所制备的WO3/BiVO4/ZnO光阳极在1.23 V（vs. RHE）偏压下产生2.96 mA cm-2的光电流，380 nm处入射光子-电流转换效率（IPCE）达~72.8%，两项指标均与先进WO3/BiVO4体系相当。此外，该光阳极在6小时后光电流仅衰减9%，展现出优异的光电化学稳定性。
关键词： II型异质结、三氧化钨/钒酸铋、纳米片阵列、光电化学、钝化层
更新于2025-09-04 15:30:14