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具有高效电荷分离和可见光下光催化产氢性能的超薄二维II型p-n异质结La2Ti2O7/In2S3
摘要： 本工作制备了新型二维II型p-n异质结La2Ti2O7/In2S3。该异质结的光催化活性显著优于单组分材料及其物理混合物，在可见光照射（λ ≥ 400 nm）下实现了18倍的产氢量提升。其优异性能源于异质结中La2Ti2O7与In2S3的紧密面接触，确保了电荷的高效转移。光电化学分析表明，异质结界面处发生高效电荷分离，不仅延长了电荷寿命，还大幅增强了光催化活性。这种通过构建超薄II型p-n异质结的简单策略，在光电转换、传感器等需要高效电荷分离的其他领域也具有广阔应用前景。
关键词： 电荷分离、水分解、II型异质结、二维材料、光催化剂
更新于2025-09-23 15:23:52
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CeO2/HTi2NbO7-NS纳米复合材料的结构与光催化氧化脱硫性能
摘要： 基于HTi2NbO7纳米片（HTi2NbO7-NS）和二氧化铈纳米颗粒（CeO2-NPs）的CeO2/HTi2NbO7-NS纳米复合材料通过剥离-重构法制备而成。采用X射线衍射（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、激光拉曼光谱（LRS）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）和N2吸附-脱附测量对样品进行表征。以甲烷气体中的乙硫醇（EM）为模型污染物，评估了样品的吸附与光催化性能。结果表明：CeO2-NPs均匀分布于HTi2NbO7-NS表面，且CeO2/HTi2NbO7-NS纳米复合材料的带隙能较前驱体降低。由于主客体材料具有适宜的能带结构，形成了Ⅱ型异质结。该纳米复合材料具有最佳吸附能力和光催化氧化活性，这主要归因于其较低的带隙及高效的电子-空穴对分离效率。
关键词： CeO2/HTi2NbO7-NS（二氧化铈/层状钛铌氧化物纳米片）、乙硫醇（EM）、剥离-重构、光催化氧化、II型异质结
更新于2025-09-23 15:23:52
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具有D-A型F8BT/g-C3N4异质结和金纳米颗粒的等离子体增强光电化学适配体传感器，集成于3D打印装置中
摘要： 基于滚环扩增（RCA）技术，采用D-A型F8BT/g-C3N4 II型异质结纳米复合材料作为光电极材料，并借助3D打印装置构建了用于癌胚抗原（CEA）检测的光电化学（PEC）适配体传感器。形成D-A F8BT/g-C3N4 II型异质结后，D-A型F8BT改善了g-C3N4纳米片的光电流响应，有效构建了内建电场并降低了电子-空穴复合。通过π-堆积作用引入DNA-AuNP探针后，AuNPs的局域表面等离子体共振（LSPR）增强了局部电场，促进了电子-空穴对的生成，进一步提高了光电流响应。当目标CEA存在于传感平台时，在两种CEA适配体与磁珠上的CEA之间形成夹心结构，触发RCA反应产生重复序列?；ゲ笵NA的部分序列与RCA产物经Exo III酶消化释放信号DNA，通过互补配位使DNA-AuNP探针从F8BT/g-C3N4表面脱离，导致LSPR衰减和光电流响应降低。结合3D打印装置，该PEC适配体传感器对CEA表现出0.02 ng mL?1至50 ng mL?1的线性响应，检测限为6.7 pg mL?1，有助于推动全有机聚合物半导体作为光电材料在PEC研究中的应用。
关键词： II型异质结、滚环扩增、光电化学适配体传感器、D-A型F8BT/g-C3N4纳米复合材料、3D打印装置、局域表面等离子体共振
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种新型可见光驱动异质结光催化剂制备：金属卟啉金属有机框架与PW12/TiO2耦合
摘要： 金属卟啉金属有机框架材料（PCN-222）因其大比表面积和一维孔道结构、优异的稳定性、强可见光捕获能力及半导体特性，成为极具前景的光催化材料。本研究通过一步溶剂热法构建了高效可见光驱动型II类异质结光催化剂PCN-222-PW12/TiO2。在相同条件下，5 wt.%掺杂量的PCN-222-PW12/TiO2对罗丹明B（RhB）和氧氟沙星展现出卓越的光催化降解性能，其效率分别是纯TiO2的10.69倍和10.48倍。该三元复合材料优异的光催化性能源于其对有机污染物增强的吸附能力、全可见光区的光学吸收以及高效的光生载流子分离。此外，研究发现h+、?O2-和?OH是光催化降解过程中的主要活性物种，这解释了PCN-222-PW12/TiO2相比纯TiO2具有更高光催化活性的原因。该复合材料经过四次循环回收后仍保持相近的光催化效率，显示出优异的稳定性和可重复使用性。本研究为制备高光催化效率的卟啉-MOF复合材料用于环境修复提供了新思路。
关键词： 金属卟啉-MOF、PW12/TiO2、光催化、可见光驱动、II型异质结
更新于2025-09-12 10:27:22
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单层二维共价有机框架中分子异质结的局域电子结构
摘要： 通过空间调制内电势合成的单层共价有机框架（COF）为调控分子级定义材料的电子结构提供了新途径。本研究报道了COF-420的制备与电子特性：这是一种基于卟啉的单层方形晶格COF，其内部包含周期性排列的定向II型电子异质结阵列。与既往供体-受体型COF不同，COF-420由网状化后形成相同核结构的构筑单元构成，但这些单元通过支持定向电子偶极的电不对称连接体桥接。扫描隧道谱显示COF-420中相邻分子核之间存在交错能隙（II型）能带排列，该结果与第一性原理计算相符。赫什菲尔德电荷分析表明，COF-420内定向亚胺连接体产生的偶极场是这种原子级精确异质结方格产生交错电子结构的主要原因。
关键词： II型异质结、共价有机框架、密度泛函理论、扫描隧道显微镜与光谱学、电子结构
更新于2025-09-09 09:28:46
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WO3/BiVO4 II型异质结阵列修饰缺氧ZnO钝化层：一种高效稳定的光阳极
摘要： 在本工作中，我们报道了一种具有高效光电化学（PEC）性能和稳定性的三元WO3/BiVO4/ZnO光阳极，可实现高效水分解。首先通过水热法在氟掺杂氧化锡（FTO）玻璃基底上生长WO3纳米片阵列，随后旋涂BiVO4层于WO3纳米片表面，制备出II型WO3/BiVO4异质结阵列。接着采用原子层沉积（ALD）技术在WO3/BiVO4异质结阵列上引入薄层ZnO，构建三元WO3/BiVO4/ZnO光阳极。研究表明，该光阳极中的ZnO薄层含有丰富氧空位，能有效作为钝化层提升光生载流子的分离效率及表面水氧化动力学。在无助催化剂条件下，所制备的WO3/BiVO4/ZnO光阳极在1.23 V（vs. RHE）偏压下产生2.96 mA cm-2的光电流，380 nm处入射光子-电流转换效率（IPCE）达~72.8%，两项指标均与先进WO3/BiVO4体系相当。此外，该光阳极在6小时后光电流仅衰减9%，展现出优异的光电化学稳定性。
关键词： II型异质结、三氧化钨/钒酸铋、纳米片阵列、光电化学、钝化层
更新于2025-09-04 15:30:14