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合理设计的Fe2O3/GO/WO3 Z型光催化剂用于增强太阳光驱动的水体修复光催化作用
摘要: 一种新型三元Fe2O3/GO/WO3全固态Z型光催化剂被合理设计。通过XRD、SEM、TEM、紫外-可见漫反射和拉曼光谱研究了合成纳米复合材料的结构、形貌、光学及电子特性。结果表明纳米复合材料成功合成。首次发现Fe2O3/WO3具有2.0和2.3 eV的双吸收边,Fe2O3/GO/WO3具有1.5、1.8和2.1 eV的三重吸收边。Fe2O3/WO3和Fe2O3/GO/WO3均以较低吸收带边为主,而纯纳米材料以较高吸收边为主。GO、Fe2O3与WO3基质间增强的相互作用解释了导带能量降低现象,从而实现高效电子分离与转化,最终提升光催化活性。评估了Fe2O3/GO/WO3纳米复合材料对亚甲基蓝(MB)和结晶紫(CV)染料(作为模型水污染物)的可见光光催化性能。与Fe2O3/WO3、WO3/GO、Fe2O3/GO或纯Fe2O3和WO3纳米材料体系相比,三元Fe2O3/GO/WO3纳米复合材料对两种染料的降解光催化活性显著增强。证实其性能提升源于全固态Z型机制:光系统I(WO3)导带中的光生电子通过GO介质传递并与光系统II(Fe2O3)价带中的光生空穴复合,从而抑制两个体系中的电子-空穴对复合。此外,测试了最优Fe2O3/GO/WO3纳米复合材料(FGW 30)对苯酚的光催化活性,结果显示120分钟内苯酚降解率达95.4%。因此,本研究提供了一种利用太阳能进行水修复的高效绿色Z型光催化剂。
关键词: 太阳能光催化、有机染料降解、全固态Z型异质结、三元Fe2O3/GO/WO3复合材料、苯酚矿化
更新于2025-11-14 15:26:12
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长寿命g-C3N4光催化剂与磷光材料耦合在黑暗条件下工作
摘要: 现有光催化剂在紫外区以外波长光照或无光照条件下催化效率会降低。为克服这一缺陷,研究人员将响应可见光的石墨相氮化碳(g-C3N4)与一种辐照停止后能发射绿光的磷光材料(SEAD)复合。所制备的SEAD/g-C3N4中激发的电子和空穴复合缓慢,因此基于光电流测量显示其性能优于纯g-C3N4。我们通过三种有机染料(亚甲基蓝MB、甲基橙MO和罗丹明B RhB)的光降解实验验证了样品性能,结果表明:无论在黑暗环境还是光照条件下,与磷光材料复合的g-C3N4对有机染料的光催化降解效率均高于纯g-C3N4。此外,由于磷光效应,辐照停止后染料的分解过程仍会持续。
关键词: 石墨相氮化碳,光催化剂,复合,有机染料降解,磷光材料
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过机械合金化处理制备的用于光催化降解的TiO?涂层
摘要: 在本研究中,通过简单的一步表面机械合金化(SMA)处理,在大尺寸钛板上成功制备了纳米结构TiO?涂层。通过表征分析了SMA处理导致的形貌与成分变化。该涂层厚度约60微米,由直径5纳米的金红石型TiO?颗粒组成。通过紫外-可见光(UV-vis)照射下罗丹明-B水溶液的脱色实验研究了纳米结构TiO?涂层的光催化活性。结果表明:在同等紫外-可见光照射条件下,直径30毫米的纳米结构TiO?涂层经过5小时光催化降解的效果,与20毫克原始TiO?粉末相当。证实一步SMA法是制备高性能光催化钛板的适宜方法。
关键词: 光催化、黑色二氧化钛、有机染料降解、纳米结构二氧化钛涂层、表面机械合金化
更新于2025-09-09 09:28:46