具有自由界面能垒的微流控增强型三维光阳极，用于光电化学应用

摘要： 平面光电解器件反应动力学迟缓与界面传质效率低下严重制约其工业应用。本研究提出三维贯通式光阳极设计原理：通过自由电子转移界面屏障与微流控通道实现反应物输运。在碳布（CC）上外延生长具有内建静电场的各向异性ZnO纳米棒，成功实现了光生载流子的空间分离。实验表征证实形成了无肖特基势垒的低电阻电子转移界面，使起始电位显著降低。与传统平面FTO/ZnO光阳极相比，贯通式CC/ZnO光阳极对罗丹明B的降解动力学提升4倍，对双酚A提升3倍。流体动力学模拟表明贯通模式大幅增强了微尺度流速及反应物传质效率。该研究为光电解化学应用中的三维微流控增强系统设计提供了理想平台。