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Nb掺杂TiO2/g-C3N4直接Z型体系具有优异的光催化活性，能高效转化CO2为高价值燃料
摘要： 本研究首先旨在以铌为掺杂剂掺入二氧化钛晶格，以缩小带隙能或增强Nb-TiO2的光催化活性。随后将制备的Nb-TiO2与g-C3N4复合构建直接Z型体系的Nb-TiO2/g-C3N4，在可见光下实现CO2向高价值燃料的高效还原。结果表明：Nb-TiO2的带隙能（2.91 eV）低于纯TiO2（3.2 eV）。在成功构建的直接Z型体系中，Nb-TiO2导带的光生电子与g-C3N4价带的光生空穴复合，同时保留了g-C3N4导带电子和Nb-TiO2价带空穴，从而产生大量可用于CO2还原为多种燃料的有效电子-空穴对。此外，存在于g-C3N4导带（电势约-1.2 V）的Nb-TiO2/g-C3N4光生电子具有足够还原电位，不仅能生成CH4和CO，还可产甲酸。在所制备材料中，50Nb-TiO2/50g-C3N4展现出最优的CO2还原性能。
关键词： 铌掺杂、二氧化碳还原、铌钛氧化物、氮化碳、直接Z型异质结
更新于2025-09-23 15:23:52
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原位合成具有多重空位和价态的Z型BiPO4/BiOCl0.9I0.1异质结构，实现有机污染物的高效光催化降解
摘要： Z型光催化剂的设与构建备受关注，在无需外氧化还原介体的情况下开发高效光催化剂是一项重大挑战。本文通过温和的90℃水浴反应原位合成了一种新型高效的免氧化还原介体Z型BiPO4/BiOCl0.9I0.1异质结。所制备的BiPO4/BiOCl0.9I0.1异质结构对苯酚和罗丹明B的降解表现出优异的光催化性能，分别比BiOCl0.9I0.1高约2.6倍和4.3倍。该BiPO4/BiOCl0.9I0.1异质结构具有多种缺陷和价态，如Bi5+、Bi3+、Bi(3-x)+、I-、I3-和IO3-，可促进光催化过程中的电荷分离与转移。这种免氧化还原介体Z型BiPO4/BiOCl0.9I0.1异质结构的高光催化活性可归因于其强氧化还原能力、通过多种缺陷形成的多重电荷转移通道以及原位合成带来的紧密接触。该发现为设计具有多重缺陷的有效直接Z型光催化剂提供了新思路。
关键词： 直接Z型异质结、光催化、BiOCl0.9I0.1/BiPO4、无氧化还原介质、多重缺陷
更新于2025-09-04 15:30:14
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原位拓扑法制备直接Z型二维/二维ZnO/Zn<sub>x</sub>Cd<sub>1?x</sub>S单晶纳米片异质结用于高效光催化水分解
摘要： 直接Z型异质结因其较低的载流子复合率和较高的氧化还原能力，可有效增强光催化活性。本研究通过Zn/Cd/Al层状双氢氧化物（LDHs）的拓扑硫化/氧化热解法原位合成了二维/二维ZnO/ZnxCd1?xS单晶纳米片异质结。其独特结构不仅提供了大量紧密界面，还形成了直接Z型结。氧化过程中ZnO的原位拓扑制备会使部分Zn离子随退火温度和时间的增加从Zn0.67Cd0.33S固溶体纳米片中溶出，且氧化时间越长获得的ZnO越多。ZnO的形成构建了二维/二维ZnO/ZnxCd1?xS单晶纳米片异质结，增强了可见光吸收并促进光生载流子分离。在可见光照射下（38.93 mmol h?1 g?1），ZnO/ZnxCd1?xS-4单晶纳米片异质结表现出最高的光催化活性，约为Zn0.67Cd0.33S-300的16.93倍，且在λ=420 nm处外量子效率达40.97%。该二维/二维ZnO/ZnxCd1?xS单晶纳米片的合成路线构建了具有高效光催化产氢活性的直接Z型结构。
关键词： 二维/二维ZnO/ZnxCd1?xS，光催化水分解，Zn/Cd/Al层状双氢氧化物，直接Z型异质结，拓扑硫化/氧化热解
更新于2025-09-04 15:30:14