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oe1(光电查) - 科学论文

118 条数据
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  • 用于光电化学应用的电纺纳米结构Co3O4/BiVO4复合薄膜

    摘要： 基于Co3O4/BiVO4（Co/BiV）的纳米结构光阳极薄膜通过简易电纺法制备，并采用多种技术进行表征。研究发现该薄膜具有由BiVO4和Co3O4纳米结构构成的网状互联结构。在0.25 V（vs. SCE）光照及1 mM过一硫酸盐（PMS）辅助下，该光阳极用于双酚A（BPA）的光电化学（PEC）降解。Co/BiV薄膜的BPA去除率提升至96%，显著优于BiVO4薄膜的48%。其准一级动力学常数从0.1126 min?1提高至0.4714 min?1。Co/BiV薄膜增强的PEC性能可归因于其p-n异质结结构及PMS的协同作用，有效抑制了光生电子-空穴对的复合。自由基猝灭实验和电子自旋共振表明主要活性氧物种为光生空穴、超氧自由基和硫酸根自由基。这些发现证明PMS辅助的Co/BiV薄膜是环境净化中PEC应用的优良候选材料。

    关键词： BiVO4（铋酸铋）、过一硫酸盐、光电化学、静电纺丝、薄膜

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 氧氮化物薄膜与颗?；庋艏汗獾缁裟芩纸獾亩员妊芯?

    摘要： 半导体光催化剂辅助的太阳能水分解制氢技术作为清洁可持续能源载体，正吸引全球日益增长的研究兴趣。基于其光学和电学特性，多种氧氮化物材料在制备高效太阳能水分解光催化剂方面展现出巨大潜力。本研究采用三种不同氧氮化物材料，对颗?；氡∧せ獯呋两辛硕员妊芯俊９獾缁Щ钚缘木员冉舷允?，颗?；缂蚓哂懈诺奈馓匦院透蟮牡缁П砻婊加?；但薄膜电极凭借更适宜的形貌特征，在促进光生载流子分离与迁移方面表现优于颗?；獾缂Ｎ颐堑姆治鼋沂玖苏饬街只ゲ狗椒芪牧咸匦匝芯刻峁┠男┚咛迦现?。

    关键词： 氮氧化物，脉冲激光沉积，光电化学，薄膜，太阳能水分解，光阳极

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 掺杂铁的纳米多孔BiVO4经MIL-53(Fe)修饰以增强光电化学稳定性和水分解性能

    摘要： 人们对提升BiVO4光电化学性能表现出极大兴趣。然而，关于其PEC稳定性的研究报道却寥寥无几。本文提出铁离子掺杂可同时增强BiVO4的稳定性和光电化学性能，这可能源于其能改善晶体结构并消除BiVO4的晶体缺陷。此外研究发现金属有机框架在光电化学实验中可发挥助催化剂作用。我们设计制备了MIL-53(Fe)修饰的纳米多孔铁掺杂BiVO4，其展现出比原始BiVO4和铁掺杂BiVO4显著更高的光电化学性能与稳定性。研究认为MIL-53(Fe)能捕获光生空穴从而提升电荷分离效率。

    关键词： BiVO4、MIL-53(Fe)、稳定性、纳米复合材料、能量存储与转换、光电化学

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 层次化Fe2O3纳米棒/TiO2纳米片异质结构：生长机制、增强的可见光光催化及光电化学性能

    摘要： 通过简便的水热法和化学浴沉积法，以具有高能{001}晶面优势的TiO?纳米片为合成模板，制备出一种新型三维Fe?O?纳米棒/ TiO?纳米片异质结构。通过表征该三维Fe?O?/TiO?复合材料的结构、形貌及光学性能，结果表明样品均具有纯相、高结晶度及良好的可见光响应特性。与纯TiO?纳米片相比，所有Fe?O?/TiO?复合材料均展现出更优异的光催化和光电化学（PEC）性能，这归因于三维Fe?O?/TiO?异质结构具有更大的比表面积、更优的光吸收能力及高效的电子-空穴分离效率。在Fe?O?/TiO?复合材料中，采用0.05 M硝酸铁在90°C反应100分钟制得的T3样品表现出最佳的可见光光催化活性和PEC性能——120分钟内实现89.3%的亚甲基蓝光降解率，在0 V偏压下获得2.39 mA cm?2的光电流密度。其光催化降解效率和光电流密度分别是纯TiO?纳米片的1.83倍和11.95倍。本文还详细讨论了Fe?O?纳米材料在TiO?纳米片上的生长机制以及光催化与PEC性能的优化机理。

    关键词： 光电化学、光催化、可见光、TiO2纳米片、Fe2O3/TiO2异质结构

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 合成条件对β-TaON中结构缺陷和晶格应变的影响及其对照明与光电催化的作用

    摘要： 通过对比两种不同合成路线制备的相纯β-TaON（XRD精修显示其中一种无应变，另一种存在显著各向异性微应变），研究了合成条件对氮氧化钽结构和光催化性能的影响。高分辨透射电镜图像揭示应变源于层错等晶格缺陷。研究发现应变β-TaON在光化学及光电化学水氧化反应中表现出明显较低的半导体活性，推测这些晶格缺陷作为载流子陷阱阻碍了光生空穴向表面反应位点的迁移。

    关键词： 氮氧化钽，光催化，光电化学，水分解，结构缺陷

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 揭示生物催化的奥秘：用于太阳能驱动生物转化的光电化学平台

    摘要： 氧化还原生物催化因其卓越的催化效率、立体选择性和环境友好性而备受关注。通过将氧化还原生物催化与光电催化相结合，光电极化学（PEC）平台能够驱动绿色可持续的生物转化。主要挑战在于如何利用太阳能将光激发电子转移至（或从）酶的氧化还原中心以实现高效生物转化。本综述首先对生物催化PEC平台进行概念性探讨，重点介绍基于PEC的生物转化最新进展——包括通过辅因子再生或直接向（或从）酶偶联电极上的氧化还原酶转移电荷载体。最后，我们展望了这一充满活力的生物催化光合作用领域的发展前景及潜在研究方向。

    关键词： 光电化学、辅因子再生、生物转化、氧化还原酶、太阳能驱动、生物催化、直接电子转移

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 用于高效析氧的透明Ta3N5光阳极：串联电池的发展方向

    摘要： 光电解水制氢被视为一种极具前景的制氢方法，而高效光电极的开发是实现实用系统的关键环节。本研究在n型氮化镓/蓝宝石衬底上制备了透明Ta3N5光阳极，通过与光阴极协同促进析氧反应，从而实现全解水。引入底层氮化镓层后，在1.23V（相对于可逆氢电极）电位下获得了6.3mA/cm2的光电流。Ta3N5对波长超过600nm光的透射特性，使入射太阳光能够穿透至吸收上限达1100nm的铜铟硒（CIS）材料。由此构建了由双CIS单元串联连接并以铂/镍电极为终端的独立串联电池用于析氢。该串联电池在反应初期展现出超过7%的太阳能-氢能转换效率。

    关键词： 太阳能转换、光电化学、水分解、光电化学串联电池、(氧)氮化物

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 一种通过磁控反应溅射制备的具有前景的CuOx/WO3 p-n异质结薄膜光阴极

    摘要： 基于p-n异质结的CuOx/WO3薄膜被提出作为高性能且稳定的光阴极。该CuOx/WO3薄膜通过磁控反应溅射逐层沉积，随后在O2环境中进行慢速退火。这是一种在大面积上以高生长速率制备高质量均匀复合薄膜的优异方法。经过在O2中500°C慢速退火优化的CuOx/WO3薄膜光阴极，在-0.5V（相对于Ag/AgCl）偏压下显示出显著增强的光诱导电流密度-3.8mA cm-2，该数值是裸露CuOx薄膜的1.5倍。这种高度增强的光电化学性能归因于p-n异质结，它加速了光生电子和空穴分别向n-WO3和p-CuOx转移，从而促进了光生载流子的分离。此外，覆盖在CuOx薄膜表面的WO3层可以提高Cu2O在电解质中的稳定性。

    关键词： p-n异质结，氧化钨，光电化学，氧化铜，磁控反应溅射

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 有机-无机杂化钙钛矿-TiO2纳米棒阵列用于高效稳定的碘分解光电化学制氢

    摘要： 太阳能驱动的光电化学（PEC）制氢为同时解决全球能源?；突肪澄廴疚侍馓峁┝思咔熬暗姆桨浮１狙芯勘ǖ懒艘恢钟谢?无机杂化钙钛矿（碘化甲铵铅，MAPbI3）-二氧化钛纳米棒阵列（TNAs）的PEC电池，在碘化氢（HI）水溶液中实现高效稳定的析氢反应。MAPbI3与TiO2结区形成的内建电场能有效分离光生电子-空穴对，使电子快速从MAPbI3注入TiO2，并沿一维TiO2纳米棒通道传输至对电极还原质子产生氢气。优化后的MAPbI3-TNA PEC电池在AM 1.5G光照下0.14 V（vs. Ag/AgCl）偏压时表现出1.75 mA cm-2的高光电流密度，能稳定以33.3 mmol cm-2 h-1的速率产氢超过8小时。

    关键词： 钙钛矿、纳米棒阵列、析氢反应、异质结、光电化学

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 通过分子偶极子和金属氧化物解耦半导体-液体结中p-Si(111)光电压的表面复合与势垒高度效应

    摘要： 本研究揭示了由半导体、金属氧化物和金属构成的模型光电化学体系中的载流子动力学机制。为分离载流子动力学与催化效应，采用常见催化金属（铂）与外球氧化还原对协同作用。通过电负性芳基基团（对硝基苯基和间二硝基苯基）对硅（111）基底进行表面功能化修饰。X射线光电子能谱分析表明，使用对硝基苯基/甲基混合单层的基底具有高表面质量（低SiOx含量）和低表面复合速率。该基底还展现出预期的正表面偶极矩——p型基底上的整流J-V特性及表面光电压谱测得的正光电压可资佐证。其结构相近的间二硝基苯基则因高SiOx覆盖率和表面复合速率（S>3000 cm/s）表现出较差的电子表面质量。当p型硅功能化表面与水溶液中高浓度（50 mM）甲基紫精（MV2+）接触时，光电化学J-V测试显示开路电压值与实测势垒高度相关；而低浓度（1.5 mM）MV2+实验则呈现显著的表面复合贡献。 进一步研究了原子层沉积金属氧化物（TiO2、Al2O3）和铂沉积对电子及（光）电化学性能的影响。对于间二硝基苯基基底，150℃下沉积非晶态TiO2和Al2O3均降低了表面复合速率。值得注意的是，TiO2沉积导致所有基底的开路电压负向偏移（可能源于ALD-TiO2缺陷能带效应），但后续铂沉积不仅恢复了TiO2沉积造成的效率损失，更使各基底获得最正向的开路电压值。总体而言，本研究证实：（1）当载流子收集动力学过程较快时，p-Si(111)-R器件的性能限制因素是载流子热发射越过势垒而非表面复合；（2）尽管TiO2|Pt提升了所有基底的光电化学性能，但底层（正向）表面偶极矩的有益效应依然存在；（3）铂沉积除提升催化速率外，还能产生有益的电荷分离效应。

    关键词： 太阳能燃料、界面偶极子、原子层沉积（ALD）、表面功能化、带边调制、光电化学

    更新于2025-09-23 15:22:29