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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 通过反应溅射法在聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺聚合物薄膜上沉积TiO?光催化剂以制备柔性光催化片材

    摘要： 多晶锐钛矿型TiO?薄膜通过射频反应磁控溅射沉积在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚酰亚胺（PI）基材上，其TiO?薄膜与基材之间设有不同缓冲层（如SiO?或Zn?SnO?（ZTO））。这种在可见光区域具有高透光率的TiO?/（SiO?或ZTO）/（PET或PI）复合薄膜，在以352 nm为中心波长的黑光紫外照射下表现出优异的乙醛（CH?CHO）光分解能力。当采用SiO?作为缓冲层时，紫外照射后可在靠近缓冲层的聚合物基材全区域观察到明显的"纳米孔层"结构；而使用ZTO作为缓冲层时，该降解现象得到显著抑制。此类光催化薄膜经紫外照射后还表现出光致亲水性，其纯水接触角可降至约5°。通过在TiO?薄膜最外层以3.0 Pa较高总气压进行反应溅射额外沉积SiO?后，该光致亲水性能在黑暗环境中可保持98天以上。这种在PET或PI基材上构建的三层结构SiO?/TiO?/ZTO，有望成为兼具持久光致亲水特性的柔性光催化薄膜。

    关键词： PET、TiO2、光催化剂、PI、反应溅射、柔性衬底

    更新于2025-11-19 16:51:07

  • NiSe作为与TiO2耦合的有效助催化剂，用于增强光催化产氢

    摘要： 构建半导体异质结可有效加速光生载流子的分离，从而提升光催化活性。本研究以NiSe作为高效助催化剂，构建了具有高活性的NiSe/TiO2异质结以增强TiO2的光催化产氢性能。所得10%NiSe/TiO2异质结的光催化产氢活性较纯TiO2提高了11倍。NiSe/TiO2异质结及部分Ni2+光还原为Ni0的过程显著加速了光激发电子-空穴对的分离与转移，从而显著提升了产氢活性。该工作为NiSe作为高效光催化助催化剂的应用提供了前景。

    关键词： NiSe/TiO2，光还原，异质结，金属Ni0，光催化产氢

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 利用石墨烯量子点抑制染料敏化太阳能电池中的电荷传输与电子复合

    摘要： 本研究中，通过不同浓度的石墨烯量子点（GQDs）溶液敏化TiO?光电极，以提升染料敏化太阳能电池（DSSC）的光伏性能和电荷传输能力。对比原始TiO?与TiO?-GQDs光电极的性能，探究GQDs掺杂对DSSC的影响。研究发现GQDs使TiO?光电极在可见光范围（λ=375-600nm）的吸光度增强，从而获得最高电流密度（Jsc）和光子-电流转换效率（?c）。以7.5mg/ml GQDs浓度敏化的电池（PG 7.5）表现最优，其Jsc达15.49mA·cm?2（提升28.07%），?c为6.97%（提升70.83%），显著优于原始TiO?电池（12.10mA·cm?2，4.08%）。GQDs的荧光特性可在紫外激发下增强可见光区发射，促进光电极产生更多电子-空穴对，优化光伏参数。PG 7.5电池还呈现最低串联电阻（Rs=36.60Ω）、最高电荷转移电阻（Rct2=41.98Ω）及最长电子寿命（6.33ms），这可能源于TiO?/染料/电解质界面复合的抑制，最终实现53.42%的最高电荷收集效率（CCE）。电化学阻抗谱（EIS）分析证实PG 7.5电池同时具有最佳光伏性能与光子-电流转换效率（PCE）。研究表明GQDs可有效提升DSSC的光伏参数与电荷收集效率。

    关键词： 电荷收集效率，GQDs-DSSC，TiO2-GQDs，电荷传输

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 具有增强光催化活性的MoS?/TiO?异质结构制备

    摘要： 通过水热法制备了具有可调MoS2纳米片修饰量的二维纳米光催化剂MoS2/TiO2。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱、电化学工作站、染料降解及水分解实验对样品的微观结构和光催化行为进行了表征。结果表明，这些复合材料对罗丹明B降解和产氢表现出增强的光催化活性：当MoS2含量为10 wt%时，2小时内实现了近95%的罗丹明B光催化降解，产氢速率达到1.93 mmol g?1 h?1，且复合光电极的光电流密度是原始TiO2结构的5倍。研究认为，这种异质结构光催化性能的提升可归因于MoS2与TiO2之间的协同效应，该效应加速了电荷载流子的分离迁移效率并增强了光捕获效率。

    关键词： 光催化活性、光生电子-空穴对、异质结构、光催化剂、MoS2/TiO2

    更新于2025-11-14 15:13:28

  • 一种制备具有增强光催化活性的TiO2/BixMyOz（M＝W，Mo）异质结的通用策略

    摘要： 采用纳米级TiO2/BixMyOz（M=W、Mo）异质结是提升光催化效率最具前景的策略之一。然而，这类异质结的可控合成与形貌调控仍极具挑战性。本研究开发了一种通用水热法合成TiO2/BixMyOz异质结并调控其形貌的方法。该策略的关键在于有意利用TiO2表面缺陷作为高活性位点吸附中间水解产物，这与传统直接沉淀法形成鲜明对比。后续水热反应中，MO4 2-取代羟基和硝酸根离子形成稳定的TiO2/BixMyOz异质结，其中第二相BixMyOz占据TiO2纳米带的缺陷位点?？杉庹丈湎拢琓iO2/Bi2WO6异质结的光催化反应速率常数是单相Bi2WO6纳米片的四倍，而TiO2/Bi3.64Mo0.36O6.55异质结的反应速率常数较Bi3.64Mo0.36O6.55纳米颗粒提升了七倍。光催化活性的显著增强主要归因于TiO2/BixMyOz异质结匹配的能带结构，该结构能提高光生电子-空穴对的分离效率并延长异质结中载流子的寿命。

    关键词： TiO2/Bi2MoO6异质结、光催化活性、TiO2/Bi2WO6异质结、缺陷诱导、TiO2/Bi3.64Mo0.36O6.55异质结

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • La改性TiO2/碳纳米管组装纳米复合材料用于甘油-水混合液高效光催化制氢

    摘要： 研究了镧（La）改性二氧化钛嵌入碳纳米管（CNTs）制备的纳米复合材料，用于增强甘油-水混合体系的光催化产氢性能。通过溶胶-凝胶辅助水热法合成的样品采用XRD、FESEM、HRTEM、FTIR、BET、紫外-可见光谱、拉曼和光致发光光谱进行表征。锚定在CNTs上的La/TiO2具有更大比表面积和均匀分布的La3+离子。在紫外-可见光照射的连续流动浆态光反应器系统中评估了复合材料的性能：5%La-5%CNTs/TiO2纳米棒产氢速率最高达17265 ppm g-cat-1 h-1，分别是5%La-5%CNTs/TiO2纳米颗粒的1.14倍、5%La/TiO2的1.53倍和纯TiO2纳米颗粒的4.10倍。这种显著的光活性提升源于La与CNTs的协同效应、更大的BET比表面积、La对甘油的裂解作用、合适的能带结构以及抑制的电荷复合速率。在牺牲试剂中，由于碳原子上连接的α-氢原子存在，甘油体系产氢量最高。通过建立BET比表面积与光子通量对光催化产氢速率的相关性，阐明了复合纳米结构的性能机制——发现BET比表面积及光生载流子的高效生成与分离对提升产氢速率具有关键贡献。值得注意的是，催化剂在循环测试中表现出持久的稳定性并维持稳定产氢。本研究为构建可见光下高效产氢的La/TiO2-CNTs复合体系提供了可行路径。

    关键词： La/TiO2、甘油、TiO2/CNTs杂化材料、产氢、可见光、光催化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • CuInS2敏化TiO2用于增强光降解和产氢

    摘要： 通过简便的原位生长法制备了一种新型CuInS?/TiO?（CIS-TO）异质结，在紫外-可见光和可见光照射下展现出两种不同的光生载流子转移路径。在可见光（λ ≥ 420 nm）激发下，使用20 mg 1% CIS-TO光催化剂，90分钟内可光降解97.37%的罗丹明B（10 mg/L），降解速率常数达0.0415 min?1，约为纯TiO?（0.00501 min?1）的8.28倍——此时CuInS?与TiO?间形成典型异质结提供光电子转移通道。在紫外-可见光照射下则形成Z型异质结，为产氢提供另一高效电子转移通道：1% CIS-TO光催化剂的产氢速率可达785.4 μmol g?1 h?1，较纯TiO?提升近1.68倍。增强的光催化活性源于CuInS?的敏化作用与窄带隙协同效应：既能有效拓宽光谱响应范围、提高光子利用率，又可抑制光生电子-空穴复合。此外，通过光降解和产氢循环实验证实了材料的高稳定性。

    关键词： 典型异质结、敏化作用、Z型异质结、光降解、CuInS2/TiO2

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 优化一维TiO2用于水-乙醇混合物及其他电子供体的光催化产氢

    摘要： 本研究聚焦于一维（1D）二氧化钛（TiO?）的合成及其在氢气（H?）制备中的应用。基于使用电子供体（EDs）（乙醇、甲醇、甲酸和1,2,3-丙三醇），与P25 TiO?纳米颗粒相比，1D TiO?因具有更大的比表面积（SSA）和增强的电子迁移率而实现了更高的产氢量。通过三因素三水平Box-Behnken设计（BBD）评估了1D TiO?合成反应条件（温度、NaOH浓度和TiO?前驱体浓度）对光催化产氢速率的影响。BBD模型表明，温度和NaOH浓度显著影响1D TiO?的相结构、晶粒尺寸、比表面积、带隙及光催化产氢速率。1D TiO?的相结构和晶粒尺寸是影响产氢速率的关键因素。在126°C、15 M NaOH和49 g·L?1 TiO?条件下合成了含锐钛矿相（平均晶粒尺寸20.1±0.2 nm）的1D TiO?，其最大产氢速率达475±12 μmol·h?1（量子效率ε=20.2±0.5%），显著优于商用P25 TiO?。通过Pt和Au修饰进一步显著提升了优化后1D TiO?的产氢性能。水热法合成的1D TiO?为利用乙醇、甲醇、甲酸和1,2,3-丙三醇制氢提供了一种高效低成本的途径。

    关键词： 氢气生产、水热法、一维二氧化钛、TiO2-B、锐钛矿、光催化剂、量子产率

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 热解温度对高压TiO2薄膜光电性能及能量收集应用的影响

    摘要： 本研究致力于开发一种新型光催化剂以分解大部分有机污染物。通过采用雾化喷雾热解（NSP）技术，以异丙醇钛为钛前驱体，在200-500°C范围内调节基底温度，本工作提出了一种在常压条件下制备可重复性高压相TiO2的策略。分别利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、紫外-可见光谱、霍尔效应及变温电阻率测量，研究了沉积TiO2薄膜的结构、形貌、光学和电学特性。结构分析证实：高基底温度沉积的薄膜结晶为具有多晶特性和良好结晶质量的TiO2-II相；而低基底温度沉积的薄膜则观察到压力诱导的非晶相。所制薄膜表面均匀、成分均一且具有多孔特性，适用于增强型光催化应用。电学测量表明这些薄膜呈现n型导电行为，并具有可观的载流子迁移率和浓度。研究证实了高压TiO2-II相在提升光催化效率方面的应用价值。

    关键词： 光催化，亚甲基蓝，TiO2-II相，喷雾热解

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 一种具有蛋黄壳结构的新型双功能SiO?@TiO?/CDs纳米复合材料，兼具高效SERS基底和光催化剂性能

    摘要： 通过简单方法合成了一种具有SiO2核、多孔TiO2壳及空腔的独特结构新型多功能蛋黄-壳SiO2@TiO2/碳点(y-STCs)纳米复合材料。实验结果表明，蛋黄-壳结构与碳点(CDs)修饰对增强表面增强拉曼散射(SERS)信号和光催化性能具有重要作用。作为SERS基底时，y-STCs纳米复合材料对罗丹明6G(R6G)的检测展现出优异效率和重现性，其检测限低至6×10?8 M。此外，该材料作为光催化剂降解二硝基酚(DNP)时，相比既往研究可将反应时间大幅缩短至120分钟，在模拟太阳光照射下DNP降解率可达96%。y-STCs纳米球对DNP的光催化降解还具有优异循环稳定性。这种双功能y-STCs纳米复合材料在有机污染物检测与光催化降解领域具有潜在应用价值。

    关键词： SiO2@TiO2/CDs纳米复合材料，蛋黄壳结构，表面增强拉曼散射检测，光催化活性

    更新于2025-09-23 15:22:29