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oe1(光电查) - 科学论文

19 条数据
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  • 退火条件对负载钴物种的BaTaO2N光催化剂析氧活性的影响

    摘要： 通过精确调控助催化剂-光催化剂界面工程并优化助催化剂分散性，对提升颗粒状半导体光催化剂的活性至关重要。本研究基于可见光照射下硝酸银水溶液体系中的负载试验，报道了氧化钴（CoOx）助催化剂负载条件变化对颗粒状BaTaO2N光催化剂产氧活性的影响。相较于传统氨气氛围退火，负载钴物种后在氮气流中退火使产氧速率提升三倍；后续氢气氛围退火导致CoOx颗粒聚集而暴露BaTaO2N表面，进一步使光催化产氧效率翻倍，在420 nm波长下获得0.55%的表观量子效率。这些结果表明：助催化剂颗粒与光催化剂之间的紧密接触，以及光催化剂表面暴露以参与光催化水氧化还原反应的重要性。

    关键词： 助催化剂，分散，氧氮化物，可见光

    更新于2025-11-19 16:51:07

  • 亚5纳米超细FeP纳米点作为高效助催化剂修饰多孔g-C?N?用于可见光下无贵金属光催化产氢

    摘要： 通过气相磷化法成功制备了亚5纳米超细磷化铁(FeP)纳米点修饰的多孔石墨相氮化碳(g-C3N4)异质结纳米结构。零维(0D)超小FeP纳米点助催化剂的引入不仅有效促进了电荷分离，还作为析氢(H2)反应的活性位点。本研究采用强耦合的FeP/g-C3N4杂化体系作为无贵金属光催化剂，在可见光照射下实现产氢。优化后的FeP/g-C3N4样品在420 nm波长下表现出177.9 μmol h?1 g?1的最大产氢速率和1.57%的表观量子效率。通过稳态光致发光(PL)、时间分辨PL光谱及光电化学测试系统验证了0D/2D FeP/g-C3N4异质结界面的光催化产氢机制。Mott-Schottky分析表明，与原始g-C3N4相比，FeP/g-C3N4中供体密度增加，证实FeP的引入提升了电导率和电荷传输能力。密度泛函理论计算显示FeP/g-C3N4杂化材料是极具潜力的析氢反应催化剂。该工作不仅为单分散FeP修饰的g-C3N4 0D/2D稳健纳米结构设计开辟新途径，也为无贵金属FeP纳米点作为优异助催化剂实现高效光催化产氢提供了重要见解。

    关键词： 过渡金属磷化物、g-C3N4、助催化剂、无贵金属、光催化产氢

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 一种高性能光催化水氧化体系：通过气体处理实现磷掺杂g-C3N4与金属磷化物共催化剂的同步形成

    摘要： 石墨相氮化碳(g-C3N4)作为光催化剂用于水分解已得到广泛研究。其中阳极析氧反应(WOR)仍是该过程的主要障碍，具体表现为g-C3N4比表面积低、光吸收能力差以及电荷转移效率低等问题。本研究通过纳米结构g-C3N4的带隙与表面工程部分解决了这些长期存在的问题：通过将g-C3N4构筑于纳米棒TiO2上避免层状g-C3N4团聚，显著提升了比表面积和电荷转移效率；此外，对TiO2/g-C3N4体系进行简单的磷化气体处理，不仅将g-C3N4带隙缩小0.57 eV至可见光范围，还原位生成了金属磷化物(M=Fe,Cu)析氧助催化剂。这种TiO2/g-C3N4/FeP结构显著改善了电荷分离与转移能力，使光电化学系统在可见光(>420 nm)下获得优异光电流：相对于可逆氢电极(RHE)，1.23 V时达0.3 mA·cm-2，2.0 V时达1.1 mA·cm-2，这是以g-C3N4为光阳极取得的最高值。我们预期这种通过简单磷化气体处理制备的TiO2/g-C3N4/FeP结构将为开发高效g-C3N4析氧材料提供新思路。

    关键词： 掺杂、光电化学、助催化剂、g-C3N4、高性能

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 以甘油水混合物为介质，基于氰根桥联聚合物的Cu/Ni材料作为二氧化钛载体助催化剂用于光催化制氢的新见解

    摘要： 一种二维Cu/Ni基配位聚合物（CP-1）$0.7(C2H6O2)$1.6(H2O)（4,4'-联吡啶=1,3-二(4-吡啶基)丙烷）被证明可作为TiO2载体上潜在的析氢助催化剂，在紫外光下表现出催化活性。与原始CP-1和TiO2（P25）相比，CP-1/TiO2复合材料展现出显著的产氢能力，这表明其光催化性能与光生电子-空穴对的有效分离密切相关。研究人员测试了不同质量分数（2.5%、5%和7.5%）的CP-1在CP-1/TiO2复合材料中于5体积%甘油/水混合体系中的光催化产氢性能，其中5% CP-1/TiO2复合材料的产氢量最高，达到9.2 mmol h-1 g-1。通过循环伏安法、光致发光和漫反射/紫外-可见光谱研究揭示了其隐藏机制：在紫外光照射下，电子从TiO2导带转移至CP-1。CP-1不仅捕获二氧化钛导带电子，还作为助催化剂将质子还原为氢气。这些结果有望为未来开发高效、廉价的半导体光催化剂以实现太阳能制氢提供指导。

    关键词： 氢气，配位聚合物，助催化剂，光催化剂，二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 将非贵金属助催化剂Ni3N与g-C3N4结合，用于增强可见光照射下水中光催化产氢

    摘要： 近年来，无贵金属光催化体系通过水分解制取氢气备受关注。本研究采用无贵金属的Ni3N作为活性助催化剂，在可见光照射（λ > 420 nm）下显著提升了g-C3N4的光催化产氢活性。表征结果表明，Ni3N纳米颗粒成功负载于g-C3N4表面，加速了光生电子的分离与转移，使可见光照射下的光催化产氢性能显著增强。其产氢速率达到约305.4 μmol h?1 g?1，约为原始g-C3N4的三倍，且在λ = 420 nm处的表观量子效率（AQY）约为0.45%。此外，该Ni3N/g-C3N4光催化剂在经历五次可见光循环反应后，产氢速率未见明显下降。最后，本文提出了Ni3N/g-C3N4体系可能的光催化产氢机理。

    关键词： 析氢反应，g-C3N4，助催化剂，Ni3N，光催化

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 层状双氢氧化物修饰的石墨相氮化碳薄膜作为高效光阳极用于光电化学水分解

    摘要： 在本工作中，我们研究石墨相氮化碳（g-CN）薄膜作为光阳极催化光电化学（PEC）水氧化的效能，并探讨镍钴层状双氢氧化物（NiCo-LDH）涂层对性能的影响。通过溶剂热法及后续煅烧工艺原位制备了与基底紧密接触的高质量g-CN薄膜，再通过阴极电化学沉积法在其表面修饰NiCo-LDH作为助催化剂。当NiCo-LDH负载量优化时，g-CN/NiCo-LDH复合材料在0.6 V（vs. SCE）下表现出11.8 μA cm-2的光电流，达到裸g-CN的2.8倍。表征与性能测试表明NiCo-LDH促进了反应动力学和电荷分离。该结果为通过NiCo-LDH助催化剂提升g-CN光电化学水氧化性能提供了有效策略，本研究对探索g-CN薄膜上的全水分解具有重要意义。

    关键词： 层状双氢氧化物、溶剂热法、光电化学水氧化、助催化剂、石墨相氮化碳

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 通过引入镍基助催化剂构建具有高光催化产氢性能的一维硫化镉纳米棒复合材料

    摘要： 通过在CdS纳米棒表面锚定镍基助催化剂，构建了多种一维CdS纳米棒复合材料（如NiO/CdS、NiS/CdS和Ni(OH)?/CdS）。研究了这些CdS复合材料在水介质中光催化乳酸重整制氢的性能，其中Ni(OH)?/CdS样品展现出最佳活性。显然，Ni(OH)?助催化剂能提供合适的电位位置以促进光生电子转移，并提供更多活性位点。此外，线性扫描伏安曲线结果表明，更高的光催化活性源于更小的起始过电位，这能加速质子还原为H?。本研究全面揭示了镍物种助催化剂提升光催化活性的作用机制。

    关键词： 助催化剂、产氢、硫化镉纳米棒、可见光、镍基

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 重新审视蓝光光热催化中的助催化剂/二氧化钛光催化剂

    摘要： 研究发现，将热量耦合引入光催化（PC）比单纯光催化更高效去除挥发性有机化合物（VOC）。其中，光热协同诱导的光热催化（PTC）有时会呈现与光催化不同的效果。本研究以ST-01二氧化钛光催化剂为对象，在333K蓝光照射下作为光热催化剂进行再探究，并进一步考察表面接枝助催化剂（CrxO、CoxO、CuxO、Pt）对气态乙醛污染物催化去除的作用。通过对比助催化剂用量发现：对于光催化，更高含量的CrxO助催化剂（3wt%）有利于提升乙醛去除效率；而对于光热催化，较低含量（0.3wt%）更优。进一步对比助催化剂类型时，光催化中空穴助催化剂（CrxO和CoxO）性能逊于电子助催化剂（CuxO和Pt），但光热催化中空穴助催化剂表现更佳。这种差异源于缺陷相关的蓝光吸收、助催化剂诱导的界面电荷转移与匹配的表面氧化还原反应速率三者间的协同效应。本研究可为VOC去除用光热催化剂的设计开发提供新思路。

    关键词： 助催化剂、挥发性有机化合物去除、光热协同效应、光催化、光热催化

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • P掺杂Ni2S（Ni2SP）助催化剂与CdS纳米片之间强耦合的二维-二维纳米结用于高效光催化产氢

    摘要： 开发低成本、环保且高活性的光催化析氢反应（HER）纳米复合材料对水分解具有重要作用。在半导体上负载助催化剂可促进光生电荷的快速转移与分离、增强界面活性响应并抑制光腐蚀。我们首次提出一种新策略，通过将二维磷掺杂硫化镍（Ni2SP）助催化剂负载于二维硫化镉（CdS）纳米片（NSs）上，构建二维-二维（2D-2D）纳米复合材料。所得2D-2D CdS/Ni2SP纳米复合材料在可见光（λ ≥ 420 nm）照射下的0.25 M Na2S-Na2SO3牺牲溶液中表现出优异的HER活性。当以2 wt%的二维Ni2SP作为二维CdS的最佳助催化剂负载量时，产氢速率达到最优值18.96 mmol g-1 h-1，约为未负载助催化剂的纯二维CdS（5.82 mmol g-1 h-1）的3.26倍。在非贵金属条件下，420 nm处测得最高表观量子效率为4.8%。增强的光催化HER活性归因于Ni2SP NSs助催化剂与CdS NSs之间的优异界面耦合效应，这对实现快速电荷分离与转移、增加活性位点数量及改善析氢动力学至关重要。本研究为设计高效制氢光催化体系提供了可行方案。

    关键词： 电荷分离与转移、二维-二维纳米结、磷掺杂硫化镍（Ni2SP）助催化剂、光催化析氢反应

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 具有电热双刺激响应的等离子体助催化剂助力太阳能析氢反应

    摘要： 探索与半导体协同作用的低成本高活性助催化剂是推进经济高效光催化水分解的前提。本研究设计了一种负载于石墨相氮化碳（CN）上的镍纳米颗粒（NNPs），作为具有表面等离子体电热激发特性的独特非贵金属助催化剂，用于光催化析氢反应（HER）。这种等离子体NNPs不仅提供了高活性位点，引导激发态CN产生的热电子向HER方向转移以抑制电荷复合，还充当全光谱光捕获天线，通过等离子体加热实现动力学加速。结果表明，优化的CN/NNP复合物在2小时内产氢速率显著提升至13.23 mmol g?1 h?1，温度达到73°C，远超纯CN基材料，甚至优于CN/Pt复合物。该研究揭示了等离子体助催化剂将额外光子通量转化为多重刺激效应的能力，为设计太阳能转换光催化系统提供了新思路。

    关键词： 电子转移、光热效应、光催化产氢、金属等离子体、助催化剂

    更新于2025-09-23 15:19:57