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三维网状氮化碳材料高度均匀捕获零维黑磷形成三维/零维复合材料，实现稳定高效的光催化产氢
摘要： 黑磷近期作为一种优异的二维半导体材料崭露头角，其具有高载流子迁移率和宽可调带隙特性，适用于光催化领域。研究中开发了一种简易方法制备网状氮化碳材料（CN-4N）。利用CN-4N对均匀分散于水溶液中的黑磷量子点（BQ）的自捕获特性，成功将BQ植入CN-4N内部表面，形成独特结构而非常规的外表面接触模式。优化的CN-4N(BQ)展现出良好稳定性，产氢速率高达13.83 mmol h?1 g?1，分别是CN-4N和块体氮化碳（NCN）的3.3倍和35.5倍。实验结果表明，CN-4N(BQ)显著提升的光催化性能源于超多孔结构提供的丰富活性位点、优异的可见-近红外吸收能力、氧化还原反应的空间分离活性位点以及大幅增强的光生电子-空穴分离效率的共同作用。该研究为合理构建适用于多种用途的氮化碳基复合材料提供了新思路。
关键词： 黑磷、氮化碳、光催化、量子点、析氢反应
更新于2025-09-04 15:30:14
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碳纳米片促进碳化钼与石墨相氮化碳间电荷分离与转移实现高效光催化产氢
摘要： 通过界面调控纳米结构异质结光催化剂以增强电荷分离与转移，是实现高效光催化活性的关键。本研究设计构建了一种非贵金属Mo2C@C/g-C3N4异质结构，其中插层碳纳米片作为粘结剂在Mo2C与g-C3N4间形成优异的界面接触。此外，大量碳量子点均匀嵌入碳纳米片中。所得Mo2C@C/g-C3N4复合材料在可见光照射（λ ≥ 420 nm）且无助催化剂条件下，展现出显著提升的光催化产氢速率（52.1 μmol h?1），较相同条件下原始g-C3N4（0.2 μmol h?1）提高了近260倍。光催化活性的显著提升主要源于导电碳纳米片作为高效电子媒介，促进了Mo2C与g-C3N4间的快速电荷迁移与分离。此外，碳载体中嵌入的碳量子点也提升了太阳能利用效率。该工作为通过异质结复合材料的界面工程开发高效光催化剂提供了可行策略。
关键词： 析氢反应、光催化、水分解、氮化碳、异质结
更新于2025-09-04 15:30:14
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负载于铜掺杂硫化镉纳米棒上的二维二硫化钼纳米片增强光电催化产氢
摘要： 通过过渡金属离子掺杂及高效助催化剂修饰，已被证实能有效抑制光生电子-空穴对的复合并拓宽可见光响应范围。本研究采用简单溶剂热法构建了铜掺杂CdS纳米棒负载MoS2纳米片的非贵金属光电催化剂复合材料。运用多种分析技术测试了该材料的形貌、结构、化学状态、光电化学性能等特性。由于Cu2+掺杂和MoS2优异的电子捕获能力，5% MoS2/Cu-CdS（CdS中掺杂7% Cu2+）展现出卓越的析氢反应活性，产氢速率达10.18 mmol·h-1·g-1，约为纯CdS的48倍。该复合催化材料光电化学性能的显著提升，得益于CdS与MoS2的协同效应以及Cu2+掺杂促进的快速界面电荷转移。这些发现为光催化领域离子掺杂研究提供了新思路。
关键词： 硫化镉、析氢反应、光电化学性能、二硫化钼、铜离子掺杂
更新于2025-09-04 15:30:14
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一种金属有机框架衍生的g-C3N4/α-Fe2O3异质结用于增强可见光驱动的光催化
摘要： 作为光催化产氢效率最高的体系之一，由具有可逆供体-受体对的多种半导体组成的Z型体系备受关注。基于光催化剂无毒且成本低廉的特性，研究人员首次采用金属有机框架模板法（该方法可精准调控复合物的组成与性能），依据Z型机制合理构建了一系列g-C3N4/α-Fe2O3复合体。其中优化后的g-C3N4/α-Fe2O3-2复合体展现出优异的可见光响应光催化水分解性能：在可见光照射（λ > 420 nm）下，该复合体具有高稳定性和卓越的产氢速率（2066.2 μmol g-1 h-1），这归因于两种窄带隙半导体通过Z型结构特征紧密耦合，实现了光生载流子的有效分离，其产氢率约为块体g-C3N4的三倍。
关键词： Z型体系、析氢反应、g-C3N4/α-Fe2O3异质结、金属有机框架
更新于2025-09-04 15:30:14
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一步法合成具有三唑缺陷的花瓣状石墨相氮化碳纳米片，显著提升光催化产氢性能
摘要： 石墨相氮化碳制备过程中的反应气氛会显著影响材料的化学成分与结构，进而提升其光催化活性。然而，通过一步热处理法在不引入外加气体的条件下合成石墨相氮化碳仍具挑战性。本研究开发了一种新型一步法，通过收集多种气体（如CO(g)、NH3(g)和H2O(g)）来制备花瓣状石墨相氮化碳纳米片（CNeC）。其中NH3(g)和H2O(g)分别来源于三聚氰胺-三聚氰酸超分子在热解过程中的释放。具有更多三唑缺陷（Nc）的花瓣状CNeC能显著提高光生电子-空穴对的分离效率与迁移率。与氮气气氛下煅烧的g-C3N4（CNeN）相比，CNeC具有更小的晶粒尺寸、更高的孔隙率和更大的比表面积，且载流子寿命显著延长。实验表明，在可见光照射下CNeC产氢速率达1334 mmol g?1 h?1，是CNeN的2.8倍，也高于大多数已报道的块体g-C3N4材料。
关键词： 光催化，g-C3N4，三唑缺陷，多种气体，析氢反应
更新于2025-09-04 15:30:14
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g-C?N?-Pt催化剂的绿色合成及其在水分解光催化产氢中的应用
摘要： 通过生物合成法与溶胶沉积法相结合，成功制备了用于水分解制氢的g-C3N4-Pt光催化剂。在合成过程中，经过二次煅烧使g-C3N4层状结构变薄，同时Pt纳米颗粒与g-C3N4紧密结合。形态结构分析和光学性能仪器表征表明，Pt纳米颗粒成功负载并均匀分散于g-C3N4表面。此外，该光催化剂在可见光区的吸收波长范围拓宽且吸光度增强。在可见光照射（λ≥420 nm）下，g-C3N4-Pt光催化剂展现出优异的产氢活性和光稳定性，H2生成速率达582.4 mmol h?1 g?1，在420 nm处的量子效率（QE）达到2.70%。
关键词： 绿色合成、析氢反应、可见光光催化、G-C3N4-Pt光催化剂
更新于2025-09-04 15:30:14