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追踪可见光增强氧析出反应的起源
摘要： 具有等离子体核与催化壳的杂化纳米结构在特定频率光照下常表现出显著增强的催化效率。等离子体金属表面局域表面等离子体共振的激发可产生促进催化反应的热电子。然而，目前杂化结构的微观几何构型、介电环境、内部能量流动与化学反应速率之间的关联尚不明确。本研究通过三维有限元法预测，设计出以等离子体金金属核与近透明Ni3S2壳组成的复合材料，通过在核层形成强局域表面等离子体共振实现入射光的最大化吸收。入射光能主要通过形成电子-空穴对在壳层耗散，从而为析氧反应提供更高能量流率。该Au@Ni3S2复合催化剂在10 mA cm?2电流密度下的过电位为252 mV，在光照条件下其催化活性达到纯Ni3S2的约85倍，并超越商用IrO2催化剂。该研究为能源应用领域高效杂化复合催化剂的探索开辟了新途径。
关键词： 金、局域表面等离子体共振（LSPR）、镍、光电化学、电催化剂
更新于2025-09-10 09:29:36
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氮掺杂碳点修饰三氧化钨纳米片用于高效光电化学水氧化
摘要： 开发具有快速电荷分离效率和表面反应动力学的光阳极是一项严峻挑战。本研究采用浸渍法构建了氮掺杂碳点修饰的WO3纳米片（NCDs/WO3）。在AM 1.5G光照下，1 M H2SO4溶液中，所得NCDs/WO3展现出优异的光电流密度1.42 mA cm?2（相对于饱和甘汞电极SCE为1.0 V），较原始WO3提高2.25倍。此外，NCDs/WO3光阳极的起始电位负移70 mV，表明其电荷分离与转移过程均得到促进。这些结果表明氮掺杂碳点修饰能进一步提升WO3的导电性和电化学活性表面积，从而获得更优的光电化学（PEC）性能。该工作为通过杂原子掺杂碳材料来增强PEC水氧化过程中的电荷转移与分离效率提供了有效策略。
关键词： 三氧化钨纳米片，光电化学，氮掺杂碳点，水氧化
更新于2025-09-10 09:29:36
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合理设计的铜改性聚合氮化碳作为太阳能水分解的光阴极
摘要： 聚合氮化碳一直被视为通过水分解催化产氢的有效光阴极材料。然而，由于该材料固有的电荷分离动力学迟缓特性，其在光电极电池中的应用仍面临挑战。本研究开发了一种简便的盐熔法制备铜修饰聚合氮化碳，作为太阳能水分解的高效光阴极材料。多种表征数据证实，铜修饰聚合氮化碳同时含有源自前驱体的游离态CuCl和掺杂于聚合氮化碳晶格中的配位态铜物种，二者可形成II型异质结。这种特殊的异质结能级结构能显著提升析氢光电流密度。所提出的铜修饰聚合氮化碳合成策略，将为开发高效可见光响应光阴极材料提供研究思路。
关键词： 光电化学、太阳能、水分解、光阴极、配位效应
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过原位超声组装法制备的金/二硫化钨纳米复合材料用于癌胚抗原的光电化学免疫传感
摘要： 通过超声剥离二硫化钨（WS2）块体晶体于N-甲基吡咯烷酮中制得WS2纳米片。在制备WS2纳米片的同时，采用原位超声法使柠檬酸钠与氯金酸反应合成金纳米颗粒（GNPs）。由此，硫原子与金原子间的相互作用促使GNPs自组装于WS2纳米片表面，形成GNPs/WS2纳米复合材料。金纳米颗粒的引入显著增强了WS2纳米片的光电化学响应。将该纳米复合材料涂覆于玻碳电极（GCE）构建传感界面，再修饰抗癌胚抗原（CEA）抗体，从而制得用于CEA检测的光电化学免疫传感器。在优化条件下，相对光电流的下降值与CEA浓度对数在0.001至40 ng mL?1范围内呈线性关系，检测限为0.5 pg mL?1（信噪比S/N=3）。该检测方法具有灵敏度高、选择性好、稳定性强和重现性佳的特点，已成功应用于临床血清样本中CEA的测定。
关键词： 金纳米粒子，癌胚抗原，光电化学，纳米片，过渡金属二硫化物，免疫传感器
更新于2025-09-10 09:29:36
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三维Bi2MoO6/TiO2阵列异质结光阳极修饰磷酸钴助催化剂实现高效光电化学水氧化
摘要： 通过用Bi2MoO6纳米片（NSs）修饰TiO2纳米棒（NRs），制备了三维Bi2MoO6/TiO2阵列。与原始TiO2 NRs和Bi2MoO6 NSs相比，所得Bi2MoO6/TiO2异质结构展现出优异的光电化学（PEC）性能。在1.23 V vs.RHE下，光电流密度达到0.54 mA/cm2，比裸TiO2 NRs阵列高61%，几乎是FTO上Bi2MoO6 NSs阵列的十倍。这种异质结构Bi2MoO6/TiO2复合材料的高性能主要归因于引入Bi2MoO6后吸收带边的扩展、电荷分离效率的提高以及化学活性表面积的同步增加。进一步在Bi2MoO6/TiO2表面修饰磷酸钴（Co-Pi）以加速表面水氧化反应，光电流密度在1.23 V vs.RHE下增至0.72 mA/cm2。
关键词： 光电化学，Bi2MoO6，光阳极，TiO2，异质结
更新于2025-09-10 09:29:36
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阳极氧化时间对TiO?纳米管光催化活性的影响
摘要： 氧化钛纳米管（TNTs）在乙二醇电解液中通过阳极氧化法生长。研究评估了阳极氧化时间对其理化性质和光电化学性能的影响。随着氧化时间的延长，纳米管长度、氟含量及空间电荷区电容均增大，进而影响TiO2纳米管的光电特性（带隙、红移现象、能带边缘位置）和表面亲水性。这些特性是光催化活性（PCA）的根源，亚甲基蓝的光氧化实验证实了这一结论。
关键词： 纳米管、光催化活性、光电化学、二氧化钛（TiO2）、氟掺杂
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过原子层沉积技术在Bi2WO6上构建Fe2O3异质结光电极，实现四环素的高效光电化学传感与降解
摘要： 本文描述了通过结合Bi2WO6的湿化学合成与原子层沉积（ALD）技术制备Fe2O3层，从而构建异质结光电极的方法。通过控制沉积循环次数，将不同原子厚度的Fe2O3层叠涂覆于旋涂制备的Bi2WO6纳米片上，并研究了Fe2O3层厚度对光电催化检测与修复的影响。在Bi2WO6表面沉积15纳米Fe2O3层时，在可见光激发下获得最佳光电化学响应。在外加偏压0.6V条件下，15纳米Fe2O3-Bi2WO6（4.3 μA/cm2）的性能较原始Bi2WO6（1.2 μA/cm2）提升3.6倍，这归因于光吸收光谱范围扩大及光生载流子高效转移（通过抑制电子-空穴复合实现）。该优化光电极对水溶液中四环素抗生素的检测限达0.3 μM，并能光电解约95%的四环素。采用ALD制备的异质结光电极结构可通过推导机制，以稳定可重复的方式实现低成本、非酶促安培法检测与降解四环素。本策略可用于制备多种应用场景的光电极。
关键词： 原子层沉积、传感、异质结光电极、光电化学、Fe2O3-Bi2WO6
更新于2025-09-10 09:29:36
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废水处理中同步去除有机物与潜在产氢的研究：锰(II)存在下赤铁矿电极对亚甲基蓝的光电化学脱色
摘要： 一项以赤铁矿电极为基础、在Mn(II)（记作PEC-Mn(II)）存在条件下同步实现污水有机污染物去除与产氢的概念验证研究显示：该光电极化学(PEC)系统使亚甲基蓝(MB)脱色速率达到光芬顿工艺的三倍，且在相同操作条件下（仅不添加MB）产生的光电流密度与对照系统（无MB的PEC水分解）相当。此外，PEC-Mn(II)体系具有无需投加H2O2、具备产氢潜力、以及处理过程中通过生成MnO2沉淀实现Mn(II)简便分离等优势。这种兼具同步光化学能量转化能力的PEC-Mn(II)工艺，为污水处理提供了可持续的创新方案，还可作为微生物燃料电池、厌氧消化等系统之外的新型污水产能源技术。
关键词： 废水处理、脱色、可持续性、光电化学、制氢
更新于2025-09-10 09:29:36
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具有分级纳米孔和纳米裂纹的碗状ZnO/CdS纳米复合薄膜的简易制备与优化及其高性能光电化学应用
摘要： 我们首次通过简便的两步法合成了一种具有分级纳米孔和纳米裂纹的特殊纳米结构ZnO/CdS复合薄膜，并优化了ZnO与CdS的负载量。首先通过快速气/液界面组装及十三次逐层转移碗状ZnO纳米颗粒，制备出具有分级纳米多孔结构的ZnO薄膜。这些ZnO纳米碗采用无模板溶液化学反应简单制备而成。退火后，通过连续六次离子层吸附与反应对组装的ZnO薄膜进行CdS纳米颗粒敏化。煅烧过程中因ZnO薄膜与CdS层热膨胀行为差异，该纳米复合薄膜形成纳米裂纹。这种简易优化的ZnO/CdS薄膜可作为光电极电池中的理想光阳极，在0.5M Na2S水溶液中接受100 mW cm?2可见光照射时，于?0.9V（vs. Hg|Hg2SO4|饱和K2SO4）电位下能产生高达7.8 mA cm?2的饱和光电流密度，对应太阳能转换效率达6.6%。
关键词： 纳米裂纹，硫化镉，碗状氧化锌纳米颗粒，气/液界面组装，分级纳米孔，光电化学
更新于2025-09-10 09:29:36
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多孔BiVO4上负载磷化钴纳米片增强光电化学水氧化
摘要： 通过富钴催化剂对半导体表面进行改性是提升光电化学（PEC）水氧化动力学及光生电子-空穴迁移的有效策略。本研究采用水热法将磷化钴（CoP）纳米片集成于纳米多孔钒酸铋（BiVO4）电极上。CoP的引入显著提升了光阳极的PEC性能——在100 mW cm-2模拟光照下，1.23 V（vs RHE）处的光电流达4.0 mA cm-2，较裸BiVO4提升三倍。BiVO4+CoP光阳极展现出优异的水氧化起始活性，起始电位阴极偏移超过220 mV，优于典型Co3O4和Co-Pi助催化剂修饰的BiVO4光阳极。系统研究表明，CoP提升PEC性能主要源于抑制表面电荷复合及提高光电压。
关键词： 光电化学、磷化钴、水氧化、钒酸铋（BiVO4）、光阳极
更新于2025-09-10 09:29:36