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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 铈掺杂与氧空位协同作用对BaZrO<sub>3-δ</sub>中空纳米球高效光催化产氢的实验与理论联合研究

    摘要： 关于氧空位和各类掺杂剂影响的长久争论，一直是钙钛矿基化合物光催化应用的研究核心。本研究通过实验与理论计算系统探究了水热法合成的铈掺杂BaZrO3（BZO）空心纳米球，以阐明铈掺杂和氧空位对光催化性能的影响。采用无模板路线合成的化合物由空心纳米球构成——这些空心结构源自球形纳米球的奥斯特瓦尔德熟化过程，而球形纳米球则由纳米颗粒聚集形成。水热反应的高碱性与高温条件可能导致化合物局部无序和氧空位的形成，该结论通过紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、X射线光电子能谱（XPS）、电子自旋共振（ESR）分析及密度泛函理论（DFT）计算得到证实。氧空位与BZO中渐进式铈掺杂（BaZr1–xCexO3，x=0.00-0.04）共同作用，在BZO带隙内通过空位缺陷和铈混合价态形成额外能级，从而减小其带隙。通过光驱动产氢伴随牺牲给体氧化的实验评估了化合物的光催化效能。在五组合成样品中，BaZr0.97Ce0.03O3展现出最高效率（823 μmol h-1 g-1），其光催化产氢表观量子产率（AQY）达6%。结合UV-Vis DRS、XPS、ESR分析及DFT计算数据可知：铈掺杂导致的带隙减小、Ce(III)/Ce(IV)对存在、氧空位及晶格畸变的协同效应，可能是BaZr1–xCexO3（x=0.00-0.04）在紫外-可见光下光催化效能提升的关键原因。

    关键词： 光催化产氢，铈掺杂，氧空位，BaZrO3，中空纳米球

    更新于2025-11-21 11:01:37

  • 一步法合成具有氧空位的中空BaZrO3纳米晶体用于纯水光催化产氢

    摘要： 同时控制钙钛矿氧化物的形貌和缺陷态极具挑战性。本研究以乙二胺（EDA）为溶剂，通过一步溶剂热法轻松合成了具有氧空位的BaZrO3中空纳米结构。所制备的BaZrO3在紫外光照射下无需添加牺牲剂即可分解纯水产生H2，其光催化产氢速率约为商用BaZrO3（BZO-C）的15倍。研究表明氧空位和中空形貌共同促进了光催化性能的提升。该工作为通过同步调控光催化剂微观结构和缺陷来增强光催化性能提供了参考。

    关键词： BaZrO3，光催化，氧空位，纯水，中空结构

    更新于2025-09-09 09:28:46