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g-C3N4与磷化铁耦合实现高效可见光驱动制氢
摘要： 过渡金属磷化物作为有前景的无贵金属助催化剂，在制氢及其他能量转换反应中日益受到关注。本研究报道了一种新型Fe2P/g-C3N4复合光催化剂，可在可见光照射下通过水分解实现高效光催化产氢，其产氢速率约为纯g-C3N4的15倍，且在同等条件下与Pt/g-C3N4相当。通过紫外-可见漫反射、光致发光光谱及光电化学测试的详细分析表明，该Fe2P/g-C3N4复合体系的高效性源于光生电子-空穴对的高度有效分离和低复合率，而非光吸收性能。本研究展示了一种具有无毒、低成本和天然丰度优势的新型光催化剂，可有效提升光催化产氢效率。
关键词： 光催化、g-C3N4、产氢、无贵金属、Fe2P
更新于2025-11-19 16:51:07
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氧化石墨烯在辅助黑磷剥离及促进可见光与近红外光催化产氢中的双重功能：电子穿梭作用
摘要： 寻找在可见光和近红外（NIR）区域具有宽带吸收的合适光催化剂，被认为是太阳能利用中最具挑战性的问题之一。黑磷（BP）被证明是太阳能转换中有效的可见光和近红外激活材料。然而，传统液相剥离产率较低，且原始BP的刚性结构和难溶性阻碍了其高产率复合。本文构建了一种新型稳定的无贵金属三元光催化剂——二硫化钼（MoS2）-BP/氧化石墨烯（GO），用于水分解制氢，展现了GO在合成和光催化过程中的双重功能。在可见-近红外光照射下，MoS2-BP/GO的析氢速率提升至3.47 μmol h-1。飞秒瞬态吸收光谱证实了激发态BP向GO及MoS2的快速电子注入效率。本研究为纳米材料设计提供了新思路，并提供了一种无贵金属的制备方案。
关键词： 可见光与近红外光，析氢反应，氧化石墨烯，黑磷，无贵金属
更新于2025-11-19 16:51:07
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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
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铝和氮共掺杂石墨烯：一种用于氧还原反应的高活性且耐用的电催化剂
摘要： 开发低成本、高活性且极其耐用的氧还原反应（ORR）电催化剂极具需求，但仍是一项重大挑战。过去十年间，过渡金属（如铁、钴、镍）与氮共掺杂的石墨烯材料作为最先进的非贵金属基高效ORR电催化剂备受关注，但仍存在活性与寿命欠佳等问题。本研究通过三(8-羟基喹啉)铝对氮掺杂石墨烯进行热退火处理，成功制备出主族金属铝与氮共掺杂石墨烯（ANG）。这种新型ANG电催化剂不仅展现出超越商用Pt/C的高催化活性，在三电极体系和锌空气电池中均具备优异的耐久性。理论计算表明，不均匀的电荷密度分布及铝氮相互作用是ORR活性显著提升的主要原因。该设计的ANG电催化剂将为储能领域提供应用前景，并推动主族元素基廉价、高活性且耐用电催化剂的进一步探索。
关键词： 氮掺杂石墨烯，无贵金属，铝掺杂石墨烯，氧还原反应，电催化剂
更新于2025-09-09 09:28:46