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碳纳米管-氧化铁(III)纳米复合材料作为染料敏化太阳能电池阴极：计算建模与电化学研究
摘要： 以下是关于多壁碳纳米管（MWCNT）与α-三氧化二铁（α-Fe?O?）纳米复合材料作为染料敏化太阳能电池（DSCs）阴极材料适用性的评估结果。通过扫描电子显微镜（SEM）、能量色散光谱（EDS）和X射线元素映射分析对MWCNT/α-Fe?O?纳米复合材料的形貌和结构进行了表征。此外，针对代表高电流密度、低峰谷分离、低电荷转移电阻及近乎100%稳定响应信号的I?/I??氧化还原对的电化学活性，研究了该纳米复合材料的性能。进一步采用分子力学（MM）和限制性Hartree-Fock/半经验参数化（RHF/PM6）方法进行的计算建模显示，所建模型纳米复合材料的最高占据分子轨道（HOMO）、最低未占分子轨道（LUMO）及HOMO-LUMO能隙分别为-6.88 eV、-3.62 eV和3.26 eV，这些特性与DSC结构的电子能级级联相匹配。最终，采用N719敏化TiO?光阳极和MWCNT/α-Fe?O?对电极组装的DSC器件，展现出0.7 V的开路电压、20.37 mA cm?2的短路电流密度及6.0%的功率转换效率。本研究成功证实了该纳米复合材料作为碘基染料敏化太阳能电池阴极材料的潜力。
关键词： 染料敏化太阳能电池，纳米复合材料，碳纳米管，分子力学，RHF/PM6，氧化铁(III)
更新于2025-11-21 11:18:25
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在Fe2O3表面负载碱性氢氧化物纳米颗粒以促进光催化活性
摘要： 本研究通过负载碱性氧化物纳米颗粒对氧化铁(Fe2O3)进行表面改性，以探究表面相互作用对该材料光催化活性的影响。采用浸渍法分别用NaOH、KOH和CsOH负载0.05%、0.1%、0.4%和1 wt%的Fe2O3。在气相中以异丙醇(IPA)降解为丙酮为反应体系进行光催化性能评价。通过X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱和扫描电子显微镜(SEM)对制备样品进行表征。光催化评价结果表明，在表面负载碱性氢氧化物可使Fe2O3的光活性提升至最佳程度。负载后Fe2O3光活性的增强可归因于表面化学反应以及光生电子从Fe2O3导带向碱性纳米颗粒的转移。此外，多电子氧还原作用也被认为是促进光催化反应的另一途径。
关键词： 氢氧化铯，光催化，氢氧化钠，光降解，浸渍法，氢氧化钾，氧化铁(III)
更新于2025-09-23 15:22:29