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oe1(光电查) - 科学论文

35 条数据
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  • TiO?/g-C?N?二维异质结耦合等离子体银纳米颗粒增强光催化产氢性能

    摘要： 基于g-C3N4纳米片与其他半导体纳米片构建的二维异质结是提升g-C3N4光催化产氢（PHE）活性的有效途径。然而现有g-C3N4基二维异质结因可见光吸收不足和电荷分离效率低而效果欠佳。本研究通过简便的湿法浸渍煅烧法，制备了结合银表面等离子体共振（SPR）效应的Ag/TiO2/g-C3N4纳米复合材料。该材料在可见光照射下的PHE活性源于TiO2/g-C3N4二维异质结与裸露g-C3N4纳米片的协同作用，体现了银与二维异质结间的协同效应。SPR效应使复合材料产生强可见光吸收，且银振荡热电子可高效转移至二维异质结。这种协同作用实现了二维异质结的充分可见光吸收与高效电荷分离，从而提升g-C3N4的PHE活性。研究表明，将金属纳米颗粒负载于二维异质结构建金属SPR-二维异质结纳米复合材料，可能是提升PHE可见光利用效率的潜在方法。

    关键词： 表面等离子体共振，光催化产氢，二氧化钛，二维异质结，氮化碳

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 5 nm NiCoP纳米颗粒与g-C3N4耦合的高性能光催化制氢材料；负载5 nm NiCoP纳米颗粒的石墨相氮化碳高效光催化产氢催化剂；

    摘要： 通过可控的醇热法制备了与粒径约5纳米的NiCoP纳米颗粒耦合的石墨相氮化碳(g-C3N4)。NiCoP是光催化反应中优异的电子导体和助催化剂。通过原位制备策略将微小NiCoP纳米颗粒与g-C3N4耦合，可能是消除光屏蔽效应、阻碍光生载流子复合并改善电荷传输的有效途径。该NiCoP/g-C3N4纳米杂化材料在产氢方面展现出卓越的光催化活性，其性能较原始g-C3N4、CoP/g-C3N4及Ni2P/g-C3N4均有显著提升。本研究为设计基于过渡金属磷化物的制氢光催化剂开辟了新途径。

    关键词： 纳米杂化材料、光催化产氢、氮化碳、过渡金属磷化物

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 制备具有增强光催化活性的三元异质结构BiVO4量子点/C60/g-C3N4光催化剂

    摘要： 通过简单的水热法将BiVO4量子点(QDs)负载于C60/g-C3N4表面，合成了BiVO4/C60/g-C3N4三元异质结构复合材料，在可见光照射(λ > 420 nm)下具有优异的光催化活性。由于BiVO4 QDs的加入增强了可见光吸收能力并增大了比表面积，该复合材料在可见光照射下能氧化降解有机污染物罗丹明B(Rh B)。相比其他单一或二元组分材料，该复合材料能有效抑制光生电子-空穴复合，提高电荷转移效率，显著提升光催化性能。

    关键词： 光催化、氮化碳、C60、异质结构、BiVO4

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 利用基于氮化碳和生物炭的可持续无金属杂化材料实现布洛芬和2,4-二氯苯氧乙酸在模拟废水中的可见光降解

    摘要： 通过合理设计无金属氮化碳基光催化剂，可实现优异的光学响应及可见光/太阳光驱动下的更高光催化活性。该技术将绿色光催化工艺与简易制备的更环保材料相结合，用于环境修复。本研究采用明星光催化剂g-C3N4（CN）与酸化g-C3N4（ACN）、聚苯胺（PANI）、还原氧化石墨烯（RGO）及生物炭构建高效异质组装体，通过这些有机半导体合成具有不同光学响应和带边位置的g-C3N4/ACN/RGO@生物炭（GARB）、g-C3N4/PANI/RGO@生物炭（GPRB）及ACN/PANI/RGO@生物炭（APRB）纳米组装体，以优化电荷传输并降低载流子复合。所制催化剂用于可见光驱动降解2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）和布洛芬（IBN），其中APRB性能最优：在氙灯照射50分钟内分别降解99.7%和98.4%的2,4-D与IBN（20 mg L?1），并在自然阳光下保持高活性。光学分析、光电化学响应及自由基猝灭研究表明羟基自由基和超氧阴离子为关键活性物种，且存在Z型光催化机制。RGO作为电子媒介体?；PRB中能级较高的PANI和ACN，使该无金属材料展现卓越光催化活性。LC-MS分析揭示降解路径，2小时内2,4-D和IBN的总有机碳去除率分别为42%和40%。通过人外周血细胞存活率分析（保持99.1%细胞活性）证实降解产物低毒性。

    关键词： 水处理、氮化碳、纳米组装体、环境解毒、生物炭：制药废水、光催化

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 瓜状聚合物基质中的碳空位促进光催化二氧化碳转化

    摘要： 将二氧化碳光催化转化为燃料和化学品是一项前景广阔但极具挑战性的技术。该反应的瓶颈在于线性二氧化碳分子的化学惰性导致其活化困难。本研究提出通过缺陷工程方法，在瓜环聚合物（MP）基质中植入碳空位（CVs）来构建二氧化碳活化位点。正电子湮没光谱证实了碳空位在MP骨架中的位置与密度。瞬态光谱与密度泛函理论（DFT）研究表明，这些碳空位不仅能作为二氧化碳活化的活性位点，还可稳定COOH*中间体，从而显著提升反应动力学性能。改性后的MP-TAP-CVs材料展现出比原始MP高45倍的二氧化碳制一氧化碳活性，在420纳米波长下表观量子效率达到4.8%，超过大多数可见光驱动的二氧化碳异相还原体系。本研究为设计高效二氧化碳转化聚合物半导体材料提供了新思路。

    关键词： 氮化碳，光催化，二氧化碳还原，碳空位

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 一种真正的氧键合七嗪基聚合物，用于高效析氢

    摘要： 掺杂/功能化g-CN聚合物是一种极具前景的材料，据报道可调控g-C3N4基光催化剂固有的电子结构和光捕获能力。然而尽管改性g-CN光催化剂的增强光催化活性已有报道，但异质原子的掺杂位置和浓度仍不明确。本文提出一种简便的两步法合成具有明确氧原子位置的七嗪聚合物。在惰性气氛下聚缩合的氰脲酸（氰脲烯类化合物成员）确保氧原子插入生长聚合物中七嗪单元间的桥位。与g-CN相比，所开发的聚合物OLHP（氧连接七嗪聚合物）因高含氧量和PL光谱显示的高效电荷分离而获得高产氢效率。这种基于七嗪的前驱体设计还消除了g-C3N4聚合物中存在三嗪基团缺陷的可能性。

    关键词： 水分解，非均相光催化，三聚氰酸，庚嗪，氮化碳

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 氧阴离子的氢键效应增强g-C3N4对水溶液中磺胺类药物的光催化降解

    摘要： 本研究考察了含氧阴离子对石墨相氮化碳（g-C3N4）光降解磺胺类药物的影响。结果表明，硅酸二酯（DS）的存在能显著提升g-C3N4水悬浮液中磺胺二甲嘧啶（SMZ）的光降解效率，其增强作用主要源于氢键相互作用。DS中的羟基（-OH）和桥氧（Si-O-Si）可与g-C3N4颗粒及磺胺类药物的氨基形成氢键，使可溶性DS成为增强SMZ在g-C3N4颗粒表面转移与吸附的桥梁。DS的加入未改变光降解机制，但存在实现最佳增强效果的浓度阈值。其他源自弱酸的含氧阴离子（如硅酸根、磷酸二氢根和硼酸根离子）也表现出氢键效应，因其部分电离产生的羟基可形成氢键。本研究不仅深化了对g-C3N4水悬浮液中磺胺类药物光降解界面过程的理解，还为废水中抗生素的光催化降解强化提供了潜在方法。

    关键词： 氮化碳、含氧阴离子、光催化、氢键、磺胺类化合物

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 通过分子掺杂对石墨相氮化碳共聚物进行理性设计，实现可见光驱动下水体中磺胺二甲嘧啶降解与产氢

    摘要： 氮化碳是一种极具前景的无金属可见光驱动光催化剂和可持续材料，可用于解决污染物污染和水分解问题。然而，氮化碳可见光吸收不足和电荷复合过快限制了其实际应用。本文通过尿素与2-硫代巴比妥酸（TA）的分子掺杂共聚制备了自组装氮化碳（记为TCN）。XPS和元素分析结果表明TA成功掺杂到氮化碳骨架中。这种自组装共聚会导致氮化碳形貌、本征电子结构和能带结构发生变化。理论计算和实验证实，通过改变2-硫代巴比妥酸用量可调控TCN的带隙。此外，载流子转移和分离效率显著提高。优化后的光催化剂TCN-0.03在可见光照射下降解磺胺二甲嘧啶时表现出优异活性，反应速率高达0.058 min-1，是尿素基氮化碳（U-CN）的4.2倍。作为多功能光催化剂，TCN-0.03的产氢活性（55 μmol h-1）比U-CN高11倍，在420 nm处的表观量子效率达到4.8%。研究提出了可能的光催化反应机理，并为通过其他有机单体共聚改性氮化碳以提高光催化活性提供了设计思路。

    关键词： 光催化降解，光催化产氢，氮化碳，电荷载流子转移，分子掺杂共聚

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 以ZnS为电子传输缓冲材料的g-C3N4/ZnS/SnS2三元异质结可见光光催化剂能带结构工程设计

    摘要： 半导体异质结是一类极具前景的可见光光催化剂。本研究通过简便的一步水热法设计并合成了一种新型三元g-C3N4/ZnS/SnS2异质结构。该三元异质结构在410 nm LED光照射下对有机污染物表现出优异的光催化降解活性和光电流响应。结果表明：当三种半导体满足晶格与能级匹配条件时，异质结构的形成能显著提升光催化活性，这源于其实现了光生载流子的高效分离，从而高效降解亚甲基蓝(MB)。最终测得g-C3N4/ZnS/SnS2复合材料的最高表观速率常数Kapp为0.148 min?1，分别是原始g-C3N4、SnS2和ZnS的8.74倍、3.22倍和37.01倍。

    关键词： 硫化锌、二硫化锡、氮化碳、缓冲层、光催化活性、光催化

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 纳米材料在水净化中的应用 || 基于石墨烯和氮化碳的功能性碳量子点光催化作用

    摘要： 由于化石燃料的快速消耗和环境污染，全球能源需求日益增长。这促使人们寻找能够借助可再生太阳能实现能量转换并消除环境污染物的材料，这是满足未来能源需求和消除环境污染的有效途径。在此背景下，半导体光催化剂在解决能源和环境问题方面具有巨大潜力。迄今为止，已探索了众多半导体材料，包括金属氧化物、硫属化合物、硼酸盐、钛酸盐、钨酸盐、钒酸盐、锆酸盐、氧卤化物以及金属基间隙化合物等。然而，这些材料大多存在合成工艺复杂、因带隙较宽导致光吸收范围有限、成本高以及毒性相关等问题。 过去十年间，碳基纳米材料在光催化领域受到关注。许多近期研究着重于无金属碳基光催化体系，用于降解有机污染物和通过水分解制氢。这些纳米材料的主要优势在于其组成元素（如碳、氮和氧）天然丰富，比金属基材料更具经济性。大多数已报道的碳基光催化剂具有可调的带隙能，从而拓宽了其光学吸收范围。通过改变合成条件和前驱体可调节带隙能，进而形成不同形貌的纳米材料。多数碳基纳米材料的制备过程比金属基材料更简单。

    关键词： 水分解、能量转换、半导体光催化剂、石墨烯、氮化碳、量子点、碳基纳米材料、氢气生产、太阳能、环境污染物、光催化作用

    更新于2025-09-09 09:28:46