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通过合理抑制体相、界面和表面电荷复合来增强氮化钽的光催化活性
摘要： 光催化剂的理性设计对实现高效太阳能转化至关重要。对于窄带隙Ta3N5光催化剂，体相、界面和表面发生的多种电荷复合显著削弱了其太阳能制氢（H2）活性。本研究设计了一种协同工程策略来解决这一关键复合问题：首先制备Mg掺杂的Ta3N5中空球结构，既缩短电荷迁移距离、增大比表面积，又提升电子迁移率以促进电荷转移；其次用MgO纳米层包覆中空Ta3N5结构表面钝化缺陷，从而增强Ta3N5与助催化剂间的界面电荷转移；最后负载双功能助催化剂（Pt/CoOx）来降低表面复合并克服缓慢的表面反应。值得注意的是，中空结构、Mg2+掺杂、MgO界面层与双助催化剂的协同作用显著提升了Ta3N5光催化剂的电荷分离与转移效率。相比参比Pt/Ta3N5中空球，在模拟太阳光下该新型光催化剂展现出56.3 μmol h-1的显著提升的产氢性能。
关键词： 掺杂、中空结构、助催化剂、表面钝化、氮化钽
更新于2025-09-22 15:25:44
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介孔TiO2与SnO2纳米催化剂异质结构体用于提升药片中维生素B6的电化学氧化能力
摘要： 采用电化学方法检测水溶性维生素在制药质量控制实验室中已广泛应用，尤其是杂化异质结构纳米材料的最新进展显著提升了灵敏度、选择性和快速响应时间等关键分析参数。本研究报道了一种由介孔二氧化钛负载二氧化锡纳米颗粒构成的杂化异质结构合成方法，并将该纳米复合材料修饰于玻碳电极(GCE)表面用于药片中药用维生素B6的电化学氧化检测。相较于原始电极，设计的SnO2-TiO2/GC修饰电极表现出更明确的氧化峰、更低的过电位和更大的信号响应，这主要归因于SnO2助催化剂形成的丰富活性表面层，从而显著增大了电化学比表面积。差分脉冲伏安(DPV)测试显示，随着维生素B6浓度增加，阳极峰电流呈现急剧上升趋势。该修饰电极的分析性能表现为宽线性范围(0.1-31.4 μM)、高选择性、优异灵敏度(759.73 μA mM-1 cm-2)及低检测限(35 nM)。因此，这种介孔杂化纳米催化剂为多种潜在分析物的检测提供了高效电化学平台。
关键词： 电化学传感器、二氧化锡（SnO?）助催化剂、介孔、二氧化钛（TiO?）、维生素B6
更新于2025-09-23 07:56:02
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PdCrOx助催化剂在SrTiO3上用于全水分解的结构与光催化活性
摘要： 采用透射电子显微镜、X射线吸收精细结构光谱和X射线光电子能谱研究了PdCrOx多组分助催化剂在SrTiO3上的形成机制。通过紫外光照射（λ > 300 nm）下不同时间（0-5小时）的光沉积法合成了PdCrOx/SrTiO3样品。随着照射时间延长，PdCrOx纳米颗粒中Pd物种的精细结构和价态从Pd氧化物转变为金属Pd与氧化Pd物种的混合物。PdCrOx的整体水分解活性强烈依赖于沉积过程中的光照时间。虽然制备过程中较长的光照时间不影响PdCrOx/SrTiO3在甲醇水溶液中的析氢活性，但能有效抑制氧光还原活性——这是整体水分解过程中的逆向反应之一。
关键词： 助催化剂，半导体光催化剂，水分解
更新于2025-09-23 20:50:03
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等离子体MoO2作为MoS2的助催化剂用于增强光催化产氢
摘要： 通常，由于载流子复合率高和可见光利用率有限，MoS2纳米材料上的光催化水分解受到限制。本研究通过简易煅烧策略将金属MoO2作为助催化剂与MoS2纳米片耦合引入，形成MoO2与MoS2之间的肖特基结，从而增强了MoS2催化的析氢性能。MoO2的氧空位诱导的局域表面等离子体共振效应及其有利的费米能级位置，导致宽光谱响应以及激子产生和分离的显著改善。电子从MoS2的导带（CB）转移到MoO2，其中MoO2作为"电子池"收集光激发的电子，并迅速穿梭至MoO2表面，在其优异的金属导电性作用下发生氧化还原反应。结果表明，与MoS2纳米片相比，MoS2/MoO2的氢气产率提高了242%。
关键词： 光催化产氢、助催化剂、MoS2/MoO2、LSPR效应、肖特基结
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过Ti3C2 MXene量子点提升g-C3N4的光催化产氢能力
摘要： 光催化产氢面临的主要挑战包括：高效分离光生载流子、提升催化剂稳定性、增强量子效率以及促进光生电子在催化剂表面富集。本研究将具有类铂活性的Ti3C2 MXene量子点（QDs）作为助催化剂，与g-C3N4纳米片（NSs）构建异质结复合材料（记为g-C3N4@Ti3C2 QDs）。当Ti3C2 QDs负载量优化至100 mL时，该复合材料的产氢速率分别是原始g-C3N4 NSs、Pt/g-C3N4和Ti3C2 MXene片层/g-C3N4的26倍、3倍和10倍。Ti3C2 QDs不仅增大了g-C3N4的比表面积并提高了活性位点密度，其金属特性更赋予优异的电子传导能力，从而显著提升了载流子转移效率。
关键词： Ti3C2 MXene量子点，光催化产氢，g-C3N4纳米片，助催化剂
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过Co-Pi和Pt修饰的杂化0D/2D毛豆状ZnIn2S4光阳极实现电荷管理以促进高效光电化学水分解
摘要： 电荷分离与传输以及光吸收是决定太阳能水分解器件效率的关键因素。本文首次通过简单水热法在ITO导电基底上设计了一种由二维纳米片和零维纳米颗粒杂化组成的新型毛豆状ZnIn2S4纳米结构，用于光电化学水分解。我们详细提出了0D/2D ZnIn2S4的生长机制并展开讨论。一系列光电化学测试表明，由于增强的光吸收、高效的电荷分离与转移以及更多的活性位点，毛豆状0D/2D ZnIn2S4薄膜相比ZnIn2S4纳米片和纳米颗粒展现出更高的光电活性（1.23 V vs. RHE下为0.37 mA/cm2）。此外，在毛豆状ZnIn2S4光阳极的顶部和底部分别选择性沉积Co-Pi助催化剂和Pt纳米颗粒后，可有效降低表面和界面的电荷复合。空间分布的Co-Pi助催化剂驱动空穴流向表面，而Pt纳米颗粒则促进电子向相反方向移动。因此，这种未掺杂的Co-Pi/ZnIn2S4/Pt集成器件在1.23 V vs. RHE下实现了0.91 mA/cm2的光电流密度提升。本工作证明毛豆状ZnIn2S4可作为光电极化学行为的优异候选材料，而像Co-Pi与Pt助催化剂在光阳极上的耦合等策略所形成的界面电场，为未来设计高效PEC器件提供了新途径。
关键词： 光阳极，毛豆，光电化学性能，ZnIn2S4，助催化剂
更新于2025-09-10 09:29:36
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金属二硫化钽（TaS?）共催化剂在氮化碳光捕获材料上的集成以增强光催化性能
摘要： 光生电子-空穴（e--h+）对的高效分离是光催化反应的关键。引入助催化剂（尤其是贵金属）可显著提升电子-空穴分离效率，但其高成本限制了大规模应用。因此，开发无贵金属助催化剂对光催化技术发展仍至关重要。本研究报道了一系列基于金属硫化钽（TaS2）的催化剂，能有效提升非金属半导体（二维氮化碳2D-C3N4）的光催化性能。该催化剂具有三大优势：（一）无贵金属；（二）优异导电性；（三）卓越稳定性。光催化降解实验表明，在100分钟光照后，最优污染物罗丹明B（RhB）去除率达92%，较纯二维石墨相氮化碳纳米片（2D-C3N4）提升近25%。本研究为寻找低成本金属材料作为助催化剂以提升光催化性能提供了新思路。本文受版权?；?，保留所有权利。
关键词： 二硫化钽（TaS2）、二维氮化碳（2D-C3N4）、光催化、助催化剂
更新于2025-09-04 15:30:14
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光催化还原二氧化碳共催化剂的发展
摘要： 人为化石燃料消耗的持续增长及其导致的二氧化碳大量排放，已引发严重的能源?；推虮浠?。利用太阳能将二氧化碳光催化还原为燃料，被视为解决这两大问题的有效途径。其中，光电化学（PEC）二氧化碳还原技术能整合并优化光催化与电催化的优势，从而提升转化效率与选择性。除电荷产生与分离外，基于半导体的光电极表面高效还原二氧化碳仍是关键科学难题，而通过助催化剂进行表面修饰可显著改善这一过程。本文阐述了半导体基光电极上PEC二氧化碳还原助催化剂的最新研究进展，探讨了PEC二氧化碳还原的基本原理及助催化剂在光催化过程中的作用。鉴于助催化剂负载可能遮蔽入射光并阻碍界面电荷转移，本文还总结了光电极与助催化剂的结构优化策略。此外，文章也展望了PEC二氧化碳还原面临的挑战与发展方向。
关键词： 二氧化碳还原、光电化学电池、助催化剂、电荷转移
更新于2025-09-04 15:30:14
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用于可见光驱动二氧化碳光还原的超薄Co0.85Se纳米片助催化剂
摘要： 通过简易溶剂热法制备了超薄Co0.85Se纳米片，该方法通过将块体材料厚度降至原子尺度，成功克服了块状Co0.85Se活性位点不足的缺陷。研究发现，这种纳米片在可见光照射下1小时反应中TON高达58，是高效的光催化CO2还原助催化剂。与块体Co0.85Se相比，超薄纳米片样品的CO2光还原活性提升了近2.5倍。其类金属特性和超薄二维结构有利于优异的电荷转移及丰富的CO2吸附位点暴露，从而促进表面催化反应。研究建立了表面结构与助催化活性之间的关联，这些成果不仅证实了基于超薄Co0.85Se纳米片的非贵金属、经济且储量丰富的CO2光还原助催化剂潜力，也为开发可替代贵金属的人工光合作用高效持久助催化剂/催化剂提供了指导。
关键词： 光催化、助催化剂、Co0.85Se纳米片、二氧化碳还原
更新于2025-09-04 15:30:14