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oe1(光电查) - 科学论文

37 条数据
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  • 掺钨钒酸铋单晶颗粒用于高效光电化学水氧化

    摘要： 利用可见光实现高效水氧化是水分解的关键步骤。近年来，钒酸铋（BiVO4）单晶颗粒因其优异的理化性质和暴露的活性晶面，在水氧化领域备受关注。然而，BiVO4单晶颗粒普遍存在导电性差和电荷分离效率低的问题，这限制了其性能表现。通过掺杂其他金属元素来改善BiVO4单晶颗粒的导电性、电荷分离能力及整体性能已被视为有效途径，但由于杂质引入易改变其晶体结构和形貌，相关成功案例鲜有报道。本研究开发了一种简便的浸渍法结合高温退火工艺，成功制备出钨掺杂BiVO4单晶颗粒。所得W-BiVO4单晶颗粒展现出更高的导电性、载流子浓度，从而显著提升了水氧化活性。与原始电极相比，W-BiVO4电极的太阳能转换效率提高了一倍。该研究为开发高效单晶颗粒光催化剂开辟了新途径。

    关键词： BiVO4，钨，单晶颗粒，水氧化

    更新于2025-11-19 16:51:07

  • 以柠檬（Citrus Limon）汁为燃料采用溶液燃烧法绿色合成花状BiVO?纳米颗粒：光催化与电化学研究

    摘要： 已证明BiVO4是降解有机染料最具前景的光催化剂之一，同时在重金属检测中也表现出良好的电化学性能。本研究采用硝酸铋作为氧化剂、柠檬（Citrus Limon）汁作为燃料，开发了一种简单、经济且低成本的燃烧合成BiVO4纳米颗粒的方法。通过粉末X射线衍射仪（PXRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、漫反射光谱（DRS）、光致发光光谱（PL）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等技术对制备的纳米颗粒进行了表征。当燃料（柠檬汁）比例较高时，观察到花状形貌的BiVO4纳米颗粒。该BiVO4纳米颗粒对溶液中靛蓝胭脂红染料的降解表现出优异的光催化活性。此外，还采用电化学技术考察了BiVO4修饰电极对Hg(II)的检测性能。

    关键词： BiVO4、纳米颗粒、电化学性能、光催化活性、光致发光

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • WO3/BiVO4异质结光阳极的光电化学性能中晶面效应的影响

    摘要： 不同晶面的三氧化钨（WO3）具有各异的表面能和电子结构，因而展现出不同的水氧化能力与光催化性能。由于该材料的光响应范围有限，在WO3上负载窄带隙材料是提升光捕获能力的常用方法。本文合成了具有不同晶面比例的WO3薄膜，通过负载BiVO4后测量光电化学（PEC）性能，探究了WO3晶面选择对异质结薄膜电极性能的影响。研究发现：X射线衍射（XRD）中(002)晶面强度比越高，其起始电位越负且在低电位区产生更高光电流；紫外光电子能谱显示以(002)晶面为主的WO3薄膜功函数低于其他晶面WO3，这可能导致异质结电极具有更高的准费米能级。根据XRD结果，(002)晶面高比例暴露会优先形成(020)晶面的BiVO4，这可能是低外加电位下电荷提取更优且PEC水分解法拉第效率更高的原因。最终表现为：相较于其他晶面比例的WO3/BiVO4薄膜，(002)晶面主导的WO3/BiVO4薄膜具有更高的空穴注入效率。

    关键词： BiVO4、WO3、光电化学性能、晶面效应、异质结

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 氢化且富表面氧空位的BiVO4具有增强的光催化活性，可显著降解盐酸四环素

    摘要： 本工作首次采用氢化处理在BiVO4（BVO）颗粒表面引入氧空位，并探究了氢化对BVO形貌结构及光催化活性的影响。与原始BVO相比，氢化BVO（HBVO）样品表面观察到无序非晶层。X射线光电子能谱（XPS）和电子顺磁共振（EPR）光谱证实该无序层源于HBVO表面氧空位的形成。同时HBVO带隙略微变窄且具有更强的光学吸收能力。光催化测试表明：在30分钟可见光（λ≥420 nm）照射下，HBVO样品可光催化降解98%盐酸四环素（TCH），远高于原始BVO（约52%）；其表观一级降解速率常数（k≈0.118 min?1）约为BVO的5倍，证实氢化处理能显著提升BVO光催化活性。此外还讨论了HBVO增强TCH去除的光催化机理。本研究证实了氢化处理开发高效可见光响应BVO基抗生素光催化剂的可行性，并深化了对半导体光催化剂表面氧空位与光催化性能关联性的认知。

    关键词： BiVO4，光催化活性，盐酸四环素去除，氢化，表面氧空位

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 钼掺杂和NiFe-LDH助催化剂对PEC水氧化效率的影响

    摘要： 掺杂的BiVO4表面修饰了NiFe层状双氢氧化物（LDH）纳米片，构建出一种集成式光阳极以提升太阳能光电化学（PEC）水分解效率——这是解决能源危机和缓解化石燃料燃烧导致环境污染的动态研究课题。所制备的光阳极对可见光响应迅速，光电流密度显著增强，并较BiVO4表现出明显的阴极偏移。此外，该光阳极的入射光子-电流转换效率（IPCE）实测值与文献报道相当。通过对比理论计算值，测定了氧气析出量并获得了产氧的法拉第效率。性能提升归因于载流子浓度增加、光生电子-空穴的有效分离以及电极表面积累的光生空穴的消耗，这一结论已通过电化学阻抗谱（EIS）和强度调制光电流谱（IMPS）得到证实。该工作为设计高效低成本光阳极提供了可行方案。

    关键词： NiFe层状双氢氧化物、BiVO4、钼掺杂、光电化学水分解

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • WO3/活性炭与BiVO4纳米颗粒的协同效应提升光催化产氢性能

    摘要： 通过简便的水热法合成了以BiVO4为耦合组分的纯单斜相氧化钨与2.0%活性炭光催化剂的改性复合物。该复合材料制备了0.5%、1.0%、1.5%和2.0%不同BiVO4掺杂比例的耦合体系。采用XRD、SEM、UV-Vis、PL和BET等技术对其粒径、结构、形貌、纯度及光学特性等各项性能以及光催化材料的能带结构进行表征。研究发现当BiVO4耦合含量增至1.5%时，C-WO3在氢能演化方面表现出异常优异的结果，并对氢能生产展现出卓越的光催化活性。在2.0%掺杂量时由单斜相和六方相转变为正交相的现象表明颗粒尺寸增大及能带间隙变宽。该复合材料的平均晶粒尺寸介于30至50纳米之间。随着C-WO3复合物中BiVO4含量的增加，由于光催化复合材料的晶粒尺寸和禁带宽度增大，导致其光催化活性降低。

    关键词： BiVO4、WO3、光催化剂、析氢

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 一种双阴极光电催化-电酶催化系统：通过将BiVO4光阳极与血红素/铜及碳布阴极耦合用于四环素降解

    摘要： 当光电催化（PEC）与电酶催化（EEC）耦合时，有效利用PEC过程中产生的电子来生成H2O2对酶催化反应具有重要作用。本研究设计了一种新型双阴极PEC-EEC系统用于污染物去除。该系统中，通过电沉积法制备BiVO4光阳极以实现可见光驱动的PEC过程，同时采用碳布作为第一阴极用于电化学生成H2O2，而通过电泳沉积法制备的血红素/Cu则作为第二阴极用于酶催化。通过罗丹明B（RhB）的脱色实验评估了所构建双阴极PEC-EEC系统的性能，结果显示其具有较高的脱色率以及良好的稳定性和可重复使用性。进一步将该系统应用于四环素（TC）的降解，结果表明经过2小时处理后约93.6%的TC被去除?；谝合嗌?串联质谱（LC-ESI-MS/MS）测定的中间产物，提出了该双阴极PEC-EEC系统中TC的降解路径。

    关键词： BiVO4，光电催化，电酶催化，四环素，双阴极

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 用于光电化学应用的电纺纳米结构Co3O4/BiVO4复合薄膜

    摘要： 基于Co3O4/BiVO4（Co/BiV）的纳米结构光阳极薄膜通过简易电纺法制备，并采用多种技术进行表征。研究发现该薄膜具有由BiVO4和Co3O4纳米结构构成的网状互联结构。在0.25 V（vs. SCE）光照及1 mM过一硫酸盐（PMS）辅助下，该光阳极用于双酚A（BPA）的光电化学（PEC）降解。Co/BiV薄膜的BPA去除率提升至96%，显著优于BiVO4薄膜的48%。其准一级动力学常数从0.1126 min?1提高至0.4714 min?1。Co/BiV薄膜增强的PEC性能可归因于其p-n异质结结构及PMS的协同作用，有效抑制了光生电子-空穴对的复合。自由基猝灭实验和电子自旋共振表明主要活性氧物种为光生空穴、超氧自由基和硫酸根自由基。这些发现证明PMS辅助的Co/BiV薄膜是环境净化中PEC应用的优良候选材料。

    关键词： BiVO4（铋酸铋）、过一硫酸盐、光电化学、静电纺丝、薄膜

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 掺杂铁的纳米多孔BiVO4经MIL-53(Fe)修饰以增强光电化学稳定性和水分解性能

    摘要： 人们对提升BiVO4光电化学性能表现出极大兴趣。然而，关于其PEC稳定性的研究报道却寥寥无几。本文提出铁离子掺杂可同时增强BiVO4的稳定性和光电化学性能，这可能源于其能改善晶体结构并消除BiVO4的晶体缺陷。此外研究发现金属有机框架在光电化学实验中可发挥助催化剂作用。我们设计制备了MIL-53(Fe)修饰的纳米多孔铁掺杂BiVO4，其展现出比原始BiVO4和铁掺杂BiVO4显著更高的光电化学性能与稳定性。研究认为MIL-53(Fe)能捕获光生空穴从而提升电荷分离效率。

    关键词： BiVO4、MIL-53(Fe)、稳定性、纳米复合材料、能量存储与转换、光电化学

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 新型RGO与凹立方体Cu?O共修饰BiVO?纳米片，具有增强的四环素光催化及表面吸附性能

    摘要： 通过水热法和蒸发诱导法成功构建了一种新型三元Cu2O/BiVO4/RGO光催化剂，该催化剂对四环素(TC)的降解表现出优异的光催化性能。同时，与窄带隙半导体Cu2O形成的异质结有效拓宽了复合光催化剂的可见光吸收范围。Cu2O与RGO的协同效应显著提高了光生电子-空穴对的分离效率。更重要的是，三元Cu2O/BiVO4/RGO对TC的吸附具有高吸附容量，是纯BiVO4的23.73倍。此外，通过自由基捕获实验和电子自旋共振(ESR)光谱清晰揭示了可能的反应机理。本研究为设计具有优异吸附性能以去除水中有机污染物的光催化剂提供了新思路。

    关键词： RGO、吸附、协同效应、BiVO4、Cu2O、四环素

    更新于2025-09-23 15:22:29