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oe1(光电查) - 科学论文

25 条数据
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  • 掺杂钒酸铋的硅酸铋玻璃的光学与光催化性能

    摘要： 本研究的目的是探究掺杂0.25、0.5和1.0 mol% BiVO4的硅酸铋玻璃的光学及光催化性能。玻璃组成为60 mol% SiO2和40 mol% Bi2O3。通过光学光谱及CIELab系统颜色分析发现，BiVO4的添加使玻璃颜色从淡黄色变为黄橙色，并具有更窄的带隙。在0.5和1.0 mol% BiVO4掺杂玻璃中观察到了光催化活性，同时讨论了BiVO4掺杂对硅酸铋玻璃的影响。

    关键词： 光学、光催化、钒酸铋、硅酸铋玻璃、CIELab

    更新于2025-11-14 15:30:11

  • 在不同厚度TiO2光阳极上沉积BiVO4光敏剂对水分解应用的光电化学增强效应

    摘要： 二氧化钛（TiO?）是一种重要的光催化剂，在水分解制氢研究领域具有开创性意义。然而其可见光区吸收较弱，限制了作为光吸收材料的功能发挥，需添加如BiVO?等高吸光材料进行改进。本研究采用简易旋涂法在FTO基底上制备TiO?光阳极，并在其表面沉积BiVO?层。首先通过测试光吸收性能、光电流产生能力及电化学阻抗，筛选出优化样品；随后利用线性扫描伏安法和时变光电流测试评估该优化样品的光电流稳定性。与纯TiO?相比，TiO?/BiVO?复合结构在可见光区的光吸收强度提升近10倍，在1.23V（vs.RHE）水氧化阈值电位下产生的光生电荷量也达到纯TiO?的3倍。光电流分析表明，TiO?/BiVO?异质结构产生的光电流比纯TiO?和纯BiVO?分别高出3倍以上。

    关键词： Z型机制、钒酸铋、薄膜、二氧化钛、光电化学水分解

    更新于2025-11-14 15:19:41

  • 基于FTO/BiVO4/BiOI阳极的可见光驱动光电催化水处理技术：针对新兴药物污染物的去除

    摘要： 水体受有害且难降解有机物的污染是一项全球性挑战。光电解氧化技术结合了电解与光催化过程，是去除水中/废水中这些有机物的有效方法。本研究报道了在可见光照射下，通过光电解过程利用BiVO4/BiOI光阳极降解新兴药物污染物——对乙酰氨基酚和环丙沙星。我们将BiVO4/BiOI通过电沉积法负载于FTO玻璃上，并采用XRD、SEM、EDS和漫反射紫外-可见光谱进行表征。结果表明BiVO4/BiOI已成功电沉积于玻璃基底。Mott-Schottky曲线证实两种电沉积半导体间形成了p-n异质结。计算得出BiVO4/BiOI的载流子密度高于纯BiVO4和BiOI。该二元电极的光电流响应也优于单一电极。在1.5V偏压下经过2小时光电解处理，所制备的光阳极（FTO/BiVO4/BiOI）对对乙酰氨基酚和环丙沙星的降解效率分别达到68%和62%。该光阳极对含对乙酰氨基酚和环丙沙星混合成分的合成制药废水同样有效，且能降解染料。研究表明该光阳极适用于废水中有机药物污染物的光电解降解。

    关键词： 环丙沙星，p-n异质结光阳极，光电催化降解，碘氧化铋，对乙酰氨基酚，钒酸铋

    更新于2025-11-14 14:48:53

  • 高效纳米结构BiVO4光阳极的高温一步合成法用于水氧化

    摘要： 钒酸铋（BiVO4）因其合适的价带边缘和相对较窄的带隙，成为光电解水制氢领域极具前景的光阳极材料。本研究首次揭示了高效纳米结构BiVO4光阳极的高温快速可控制备技术及其水氧化性能。通过直接沉积火焰法制备的BiVO4纳米颗粒气溶胶，我们实现了光学密度与孔隙率可调（12%-80%）的纳米结构BiVO4薄膜数秒级合成。通过系列电化学与物理表征系统研究了薄膜结构特性对光氧化性能的影响，为形貌优化指明了关键方向。研究发现BiVO4的水氧化性能主要受两个竞争因素制约：可及表面积与晶界载流子传导能力。通过优化这两个因素，使光电流密度提升逾三倍——在模拟标准太阳光照射下，以FeOOH/NiOOH为助催化剂时，1.0 V vs. 可逆氢电极（VRHE）条件下亚硫酸盐氧化达到约1.5 mA cm-2，水氧化达到约1 mA cm-2。这些发现为高温合成BiVO4光阳极的结构-活性关系提供了新见解，并开创了其快速纳米制备的可扩展低成本方法。

    关键词： 火焰合成，钒酸铋，可扩展，一步法，光电化学水分解

    更新于2025-10-22 19:40:53

  • 一种新型Z型Ag3VO4/BiVO4异质结光催化剂：优异光催化性能与光催化机理研究

    摘要： 首次成功制备出一种新型三维微球无介体Z型Ag3VO4/BiVO4异质结光催化剂。通过可见光照射下Cr6+的光催化还原和双酚S的氧化反应，系统评估了该催化剂的性能。其中0.24-Ag3VO4/BiVO4样品展现出最优光催化活性，分别实现了74.9%的还原效率和94.8%的氧化效率。增强效应源于Ag3VO4与BiVO4之间内建电场驱动的电荷转移，以及瞬态荧光光谱和光电化学测试证实的载流子寿命延长。自由基捕获实验和EPR结果证实该异质结构遵循典型Z型电荷转移机制而非传统II型异质结机制。密度泛函理论计算表明，当费米能级达到平衡时，体系形成由Ag3VO4指向BiVO4表面的内建电场，这种Z型转移机制有效促进光生载流子分离。该三维微球Z型异质结光催化剂的构建策略为太阳能转换领域的Z型机制应用提供了新思路。

    关键词： 钒酸铋，Z型异质结光催化剂，光催化还原与氧化。

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 钒前驱体溶液的老化：对溶液法制备的BiVO<sub>4</sub>光阳极材料性能及光电化学水氧化性能的影响

    摘要： 金属-有机分解法是制备BiVO4（BVO）光阳极的简便途径，但常存在重现性问题。本研究确定乙酰丙酮氧钒的甲醇溶液（钒前驱体溶液）的老化时长是影响重现性的关键因素。通过改变钒前驱体溶液的老化时间，可观察到BVO薄膜在结构、光学和电学性质上的显著变化，进而影响光电化学（PEC）水氧化和亚硫酸盐氧化反应。当采用最佳老化天数（3天）时，薄膜会出现轻微氧缺陷，同时伴随载流子浓度增加及PEC器件中电荷转移电阻降低，从而获得与当前最先进的未掺杂BVO光阳极相当的最高PEC性能。该发现揭示了理解溶液化学的重要性，并证明通过精细调控BVO薄膜成分组成可实现高重现性且高效的光阳极制备。

    关键词： 溶液老化、金属-有机分解、钒酸铋、化学成分、光电化学水分解

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 金属V<sub>13</sub>O<sub>16</sub>修饰对铋钒酸盐光电极催化剂电荷传输的调控

    摘要： 导电金属氧化物是一类对许多现代应用至关重要的新型功能材料。本研究通过简化的光电化学工艺合成了一种新型导电金属氧化物V13O16，并将其以25%至37%的可控质量百分比修饰在半导体光催化剂BiVO4上。由于具有优异的导电性和与氧化物材料的良好相容性，这种金属V13O16修饰的BiVO4复合催化剂在1.23 V（相对于可逆氢电极RHE）下展现出2.2±0.2 mA cm?2的高光电流密度。实验表征和密度泛函理论计算均表明，优异的光电流源于混合相界面欧姆接触增强的电荷分离与转移，以及V13O16提供的卓越导电性。在BiVO4-V13O16表面涂覆Co-Pi后，光电流进一步增至1.23 V（相对于RHE）下的5.0±0.5 mA cm?2，这是目前报道的BiVO4基光电极中最高值之一。表面光电压和瞬态光电流测量表明，虽然Co-Pi/电解质界面的能垒限制了电荷转移，但通过改善表面钝化增强了光电流的电荷转移模型。

    关键词： 电荷传输、钒酸铋、Co–Pi钝化、水氧化、金属V13O16

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于钒酸铋的光活性材料中化学计量与非化学计量钨掺杂效应对光电化学水分解的影响

    摘要： 在光电化学（PEC）水分解中，BiVO4因其适宜的带隙而备受关注，但其导电性差导致PEC性能较低。该体系绝大多数研究聚焦于通过钨（W）化学计量比掺杂来提升体相和界面导电性，同时控制晶体缺陷与复合位点的污染物生成。本文深入探究了非化学计量比W掺杂对BiVO4体系的影响。采用简易浸涂法制备了化学计量比与非化学计量比的钨掺杂单斜晶系BiVO4（即Bi1-(x+d)V1-xWx+dO4；BiV1-xWx+dO4和BiV1-yWyO4；x=0.008；y=0.03；d=0.005）?；Ъ屏勘茸榉峙浔劝绾善胶獾腂i、V和W原子，而非化学计量比组分配比则含有过量Bi或过量Bi与W。在1.23 V（vs RHE）电压下经单太阳光照射电极时，非化学计量比组分BiV1-xWx+dO4展现出最优的光电化学水分解性能。XRD和XPS结果表明：过量Bi或过量Bi与W的非化学计量掺杂可能形成V5+离子被W6+离子取代且不产生其他缺陷的环境，但不同组分配比样品的带隙未观察到显著差异。进一步通过电化学阻抗技术分析BiVO4中W掺杂对体相和表面电荷迁移率的影响，结果显示非化学计量比组分BiV1-xWx+dO4电极具有低界面电阻、低电荷转移电阻及高电荷供体/表面态密度特性。循环伏安测试表明：超出化学计量量的Bi与W添加有效抑制了空穴-电子对复合位点的形成。电化学分析结果证实，这种特定非化学计量比组分BiV1-xWx+dO4能显著减少陷阱位点并增强电荷转移动力学，从而获得更优的光电化学水分解性能。

    关键词： 析氧反应，光电化学电池，水分解，钒酸铋，钨掺杂

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 用于太阳能水分解的网络结构化CuWO4/BiVO4/Co-Pi纳米复合材料

    摘要： 通过结合滴涂法与热退火工艺，以CuWO4纳米片（NF）阵列为基底制备出具有高比表面积的网状结构CuWO4/BiVO4纳米复合材料。所得CuWO4/BiVO4对光电化学（PEC）水氧化表现出优异催化活性。当磷酸钴（Co-Pi）与CuWO4/BiVO4复合后，形成的CuWO4/BiVO4/Co-Pi复合物在析氧反应（OER）中的活性进一步提升。该复合物在中性溶液中展现的光电流密度（Jph）是现有文献报道中基于CuWO4光阳极的最高值之一。其PEC OER高活性源于：复合材料的高比表面积、加速电子-空穴分离的CuWO4/BiVO4异质结形成，以及Co-Pi助催化剂与CuWO4/BiVO4的耦合——这显著提升了复合界面处的电荷转移速率。

    关键词： 钨酸铜，磷酸钴，析氧反应，钒酸铋，光电化学水分解

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 水热合成法中pH值对BiVO<sub>4</sub>性能的影响

    摘要： 以五水合硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)和偏钒酸铵(NH4VO3)为原料，氢氧化钠(NaOH)和硝酸(HNO3)调节pH值，合成了钒酸铋(BiVO4)粉体。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱等技术对样品进行表征。结果表明：前驱体溶液pH值对产物组成和形貌影响显著——当pH为3时，合成产物为同时具有单斜晶系和四方晶系的BiVO4；pH在5-9范围内时，产物为纯单斜相BiVO4；pH为11时出现V2O5和Bi2O3；pH为13时合成产物为V2O5与Bi2O3的混合物且BiVO4不存在。通过甲基蓝溶液降解评价光催化活性显示：pH为5时合成的样品光催化性能最佳，在高压汞灯照射240分钟时甲基蓝降解率达84.7%；而pH为13时合成的样品虽具有强吸附能力但光催化性能较差。

    关键词： 钒酸铋，光催化活性，pH值，水热合成

    更新于2025-09-23 15:22:29