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oe1(光电查) - 科学论文

136 条数据
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  • 基于La5Ti2AgS5O7的粉末悬浮体系中可见光驱动的光催化Z型全水分解

    摘要： La5Ti2CuxAg1-xS5O7（x=0-1）是一类响应长波长的氧硫化物析氢光催化剂，已证实可与析氧光催化剂（OEP）颗粒片层耦合实现Z型水分解。本研究发现，在La5Ti2CuxAg1-xS5O7体系中，以PtOx-WO3作为OEP、三碘化物/碘化物（I3?/I?）氧化还原电对作为穿梭电子媒介的粉末悬浮体系中，La5Ti2AgS5O7展现出最高的Z型全水分解性能。在La5Ti2AgS5O7上负载Pt/NiS可使该Z型体系在420 nm波长下实现0.12%的表观量子效率。此粉末悬浮体系的发现与早期关于光催化剂片层结构的研究结论相反——后者表明p型掺杂和固溶体形成能有效增强水分解活性。本研究不仅展示了一种基于La5Ti2AgS5O7的Z型水分解光催化剂，更有助于深入理解颗粒片层与粉末悬浮体系间的差异，从而为优化水分解策略提供新思路。

    关键词： 光催化、水分解、可见光、Z型机制、氧硫化物

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 太阳能燃料生产的最新进展：从二氧化碳还原到水分解及人工光合作用

    摘要： 本报告探讨了通过二氧化碳还原与水分解制取光（电）化学太阳能燃料的最新趋势与挑战。二氧化碳还原过程受限于产物选择性、催化剂稳定性及其复杂的反应机理。为促进高效稳定的二氧化碳还原，研究者采用了多种催化剂——包括热催化剂、光催化剂、电催化剂以及光-电催化剂的组合。近年来，关于支持电解质、pH值、反应温度、化学环境及催化剂表面化学在高效二氧化碳还原中作用的研究也日益深入。在水分解过程中，有效利用太阳能是实现高效光能转氢的关键环节，因此光（电）系统对可见光的响应至关重要。为此，学界详细研究了多种策略，包括光催化剂的能带工程、模拟自然光合作用的光催化体系，以及光阳极的开发及其与光伏系统的结合。本文综述了二氧化碳还原与水分解反应的最新进展，以及人工光合作用领域取得的研究成果。

    关键词： 人工光合作用、二氧化碳还原、水分解

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 掺杂CdTe的柔性TiO2包覆纳米纤维素膜作为光电池电极

    摘要： 将量子点（QDs）掺入多孔基质中推动了新型光学器件的发展。本研究以细菌纳米纤维素（BNC）膜为载体，测试了掺杂CdTe敏化TiO?的光电电极在制氢光电解池中的性能。通过将BNC膜浸入谷胱甘肽包覆的CdTe水溶液（CdTe–GSH），再沉积薄层TiO?制得柔性膜。红外光谱证实CdTe–GSH成功掺入BNC膜，荧光光谱显示其发光强度随CdTe–GSH溶液浸泡时间延长而增强。场发射扫描电镜（FEG-SEM）图像表明5纳米级CdTe/QDs均匀分散于纤维素纳米纤维上。以BNC/CdTe–GSH膜作为光电电极时，光电解池在400-800纳米波长范围内呈现显著光电流，证实其作为柔性电极、传感器及光伏系统的应用潜力。

    关键词： 光电化学电池、量子点、细菌纳米纤维素、水分解、氢气生成

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 《AIP会议论文集》[作者 第三届数学与科学进展国际研讨会（ISCPMS2017）论文集 - 印度尼西亚巴厘岛（2017年7月26-27日）] - 作为新型催化区对电极的钒酸铋（BiVO4）在硫化镉（CdS）敏化太阳能电池产氢中的应用

    摘要： 我们最近开发了一种改进的量子点染料敏化太阳能电池（QD-DSSC），其催化区可扩展用于制氢。该DSSC部分由固定在钛板上的CdS敏化高度有序二氧化钛纳米管（CdS-HOTN）、Na2S/S电解液以及覆盖Pt的SnO-F（氟掺杂氧化锡）玻璃板（即Pt/SnO-F/玻璃）组成。催化区则由作为阴极的钛支撑体延伸部分构成，对应的对电极是来自DSSC部分的SnO-F玻璃延伸部分，其上覆盖有BiVO4薄膜。本报告将重点介绍BiVO4在我们新开发系统中的作用。钒酸铋采用氨水共沉淀法制备并煅烧获得细粉，随后将该BiVO4细粉沉积于SnO-F玻璃板上，通过FT-IR、紫外-可见漫反射光谱、SEM和X射线衍射进行表征。表征结果显示：BiVO4薄膜典型带隙为2.35 eV，其特征红外峰代表-V-O-和-Bi-O-V-键，晶体相为单斜白钨矿型BiVO4，典型晶粒尺寸为74.06 nm。通过线性扫描伏安法和多脉冲安培法研究BiVO4薄膜光阳极的光电化学性质，发现其在可见光下的电流响应为0.03 mA/cm2。进一步研究发现，当BiVO4薄膜整合至改进的QD-DSSC系统（催化区部分）时，在纯可见光照射下能实现水分解产生氢气和分子氧。我们将简要讨论这种改进的QD-DSSC——特别是催化区中BiVO4对电极的作用，以深入理解这种新型人工光合作用机制。

    关键词： 水分解、二氧化钛纳米管、硫化镉、人工光合作用、改性染料敏化太阳能电池、钒酸铋

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 控制杂原子的空间均匀分布以制备用于可见光光催化水分解的红色TiO2光催化剂

    摘要： 光催化剂在整个可见光区域（400-700纳米）具有强带间吸收能力对太阳能驱动的光催化至关重要。尽管过去四十年来二氧化钛被广泛用作各类反应的光催化剂，但其捕获全光谱可见光的能力极弱。本研究通过控制高能{001}晶面占优的锐钛矿型二氧化钛微球中硼和氮杂原子的空间均匀分布，实现了截止波长超过680纳米的强可见光吸收谱。所获得的硼氮均匀掺杂红色二氧化钛未出现掺杂二氧化钛中常见的Ti3?缺陷增加现象。更重要的是，该材料能在超过550纳米的可见光照射下诱导光催化水氧化产氧，同时实现可见光驱动的光催化水还原产氢。这些结果表明红色二氧化钛在可见光光催化水分解领域极具应用前景，并为宽带隙氧化物光催化剂实现全光谱可见光吸收提供了有效策略。

    关键词： 二氧化钛，光催化，水分解，均匀掺杂，可见光

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 用于增强光电化学水氧化的CuO/ZnO异质结纳米阵列

    摘要： 光电化学（PEC）水分解为利用丰富的太阳能生产化学能提供了一条有前景的途径，但由于缺乏高效、稳定且储量丰富的光电极，其实际应用仍存在瓶颈。在此，我们通过在CuO/ZnO纳米棒阵列中构建p-n异质结，同时实现了载流子分离和光捕获性能的提升。本工作的创新点在于开发了一种制备PEC水分解用CuO/ZnO p-n异质结光阳极的新策略：先通过化学溶液法制备Cu(OH)?/ZnO，再经退火转化为CuO/ZnO。与原始ZnO纳米棒相比，该CuO/ZnO异质结光阳极的起始电位显著负移150 mV，在1.23 V（相对于可逆氢电极RHE）处的光电流提升了约4倍。本研究为制备基于氧化物的p-n异质结光阳极以增强PEC水分解性能提供了简便策略。

    关键词： 水分解、光吸收、光电化学（PEC）、异质结、光阳极、P-N结

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • CuInxGa1-xSeyS2-y/CdS/ZnS级联能带结构界面处的电荷传输促进自发水分解

    摘要： 光电电极需通过高效的自发电荷分离产生足够高的光电压以分解水。本研究将具有级联能带结构的CdS和ZnS应用于CuInxGa1-xSeyS2-y（CIGS）析氢光电极。通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外光电子能谱对CIGS异质结薄膜的形貌、电子态及化学态进行了表征。当与WO3/BiVO4/Co-Pi光阳极耦合进行无偏压水分解时，CIGS/CdS/ZnS光阴极表现出约400 mV的起始电位阳极偏移，太阳能制氢效率达0.028%。

    关键词： 光电化学电池，水分解，硫化镉，铜铟镓硒，硫化锌

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 具有双氧和钨空位的纳米片状WO3光阳极的新型生长控制，用于实现高效光电化学水分解性能

    摘要： 近期，缺陷工程因被认为通过调控最佳氧空位含量可有效提升太阳能驱动水氧化光电流而备受关注。本研究通过酸介导水热法在钨箔上成功制备了具有双氧空位与钨空位的纳米片状三氧化钨（WO3-x），显著提升了WO3-x光阳极的光电化学性能。在空气中550°C热退火导致正交相WO3·nH2O转变为γ单斜相，形成缺氧表面亚稳态结构。但经2小时制备的W-2 h样品（具有致密、多孔且均匀的纳米片薄膜，提供高效电荷收集的大比表面积）展现出最优性能，在1.6 V vs. Ag/AgCl电位下光电流密度达4.12 mA/cm2（41.2 mA/W），显著优于W-3 h（2.59 mA/cm2，25.9 mA/W）和W-30 min（1.79 mA/cm2，17.9 mA/W）。最后通过紫外光电子能谱（UPS）和紫外-可见漫反射光谱（UV-DRS）分析了WO3-x薄膜中双空位局部分布及电子能带结构的差异。

    关键词： 光电催化、水分解、生长控制、氧和钨空位、纳米片、WO3-X

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 超声辅助沉积具有选择性晶面工程的高度稳定自组装Bi2MoO6纳米片作为光阳极

    摘要： 光催化剂晶面的利用是设计具有优异理化特性、适用于能源生产应用的新型光催化剂的公认策略。本研究通过电沉积和超声电沉积两种方法合成了Bi2MoO6薄膜，其择优生长取向取决于合成方法。结果表明：超声电沉积促使{100}晶面主导生长并形成自组装纳米片形貌，而无超声波的电沉积则以{010}晶面为优势生长取向。突出发现{100}晶面具有更小的带隙和更高的光催化水分解活性，其固有特征表现为电荷对的高效分离与光生电子的长寿命。线性扫描伏安法测得更高光电流及更小奈奎斯特圆弧半径证实了更强的电荷转移能力。超声波对生长取向起关键作用，促使形成由自组装纳米片构成花状结构的均匀薄膜；无超声波时则形成珊瑚状结构。高度稳定的超声电沉积薄膜在500 nm特定波长下表现出22.4%的入射光子-电子转换效率(IPCE)。该方法有望成为通过特定晶面选择构建新型薄膜、开发高效光电化学水分解光阳极的创新途径。

    关键词： 晶体面工程、珊瑚状结构、水分解、钼酸铋、自组装纳米片、声电沉积

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 用于汽车尾气溶液水分解的石墨/卷曲氧化石墨烯/碳纳米管光电极

    摘要： 制备了石墨/卷曲氧化石墨烯/碳纳米管（G/R-GO/CNTs）复合材料，并将其作为光阳极用于汽车尾液中的水分解。氧化石墨烯（GO）在溶液中静置2个月后通过改进的Hummer法制备得到卷曲氧化石墨烯（R-GO）。采用浸涂法将R-GO包覆在石墨（G）电极上形成G/R-GO，最后通过化学气相沉积法在G/R-GO电极上生长碳纳米管（CNTs）得到G/R-GO/CNT电极。场发射扫描电子显微镜图像显示形成了分布相对均匀、平均直径约140 nm的R-GO。同时观察到高密度的碳纳米管，其直径分布均匀且长度可达数微米。G/R-GO/CNT电极的水分解电流密度值从黑暗条件下的0.82 mA cm?2变化至光照条件下的1.50 mA cm?2。在470 nm波长下，入射光子-电流转换效率为8.4%。计算得到的热力学参数中，活化能（Ea）、焓变（ΔH*）和熵变（ΔS*）分别为8.1 kJ mol?1、29.9 J mol?1和56.4 J K?1 mol?1。

    关键词： 氧化石墨烯卷、碳纳米管、汽车尾气解决方案、氢气生成、水分解

    更新于2025-09-23 15:21:01