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oe1(光电查) - 科学论文

21 条数据
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  • 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

  • 二维非晶异质结构Ag/a-WO3-用于高效光催化性能

    摘要： 协同光催化是基础研究和技术应用中设计高效催化剂的重要概念。本研究通过超临界CO?法制备的二维非晶氧化钨(a-WO?-x)负载银纳米颗粒，构建了结构明确的二维非晶异质结(2DAHs)Ag/a-WO?-x协同光催化体系。理论证明：以光电流响应为特征的析氧反应(OER)在Ag/a-WO?-x体系中较单一a-WO?-x和Ag/WO?体系均显著提升，这种增强的光电化学性能源于非晶效应催化与局域表面等离子体共振(LSPR)催化的叠加效应。更有趣的是，第一性原理密度泛函理论计算揭示：非晶效应催化源自2DAHs中银与钨原子独特的d-d尾态耦合。本研究不仅提出了协同光催化原型，更为新型催化剂设计提供了新方法。

    关键词： 二维非晶氧化钨、非晶效应催化、协同光催化、d-d尾态耦合、二维非晶异质结构Ag/a-WO3-x

    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

  • 金/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/铂微管诱导的WO3基电致变色器件增强电致变色特性

    摘要： 一项研究针对在氧化钨（WO3）薄膜基电致变色器件（ECDs）中引入金/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/铂（Au/PEDOT/Pt）微管以提升其电致变色性能。采用扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱仪（SEM-EDS）评估沉积膜特性。SEM结果显示Au/PEDOT/Pt微管已成功均匀分布于WO3层表面。通过对比含与不含Au/PEDOT/Pt微管的体系，详细研究了电致变色对比度、响应时间及电荷转移电阻等性能参数。在±2V外加电压下，含Au/PEDOT/Pt微管的电致变色器件获得了更高的光学对比度（26%）及更快的响应速度（漂白时间(tb)：13.83秒，着色时间(tc)：19.25秒），尤其展现出从透明到蓝色的显著电致变色转变效果。

    关键词： PEDOT、模板法、微管、WO3、电致变色

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 具有双氧和钨空位的纳米片状WO3光阳极的新型生长控制，用于实现高效光电化学水分解性能

    摘要： 近期，缺陷工程因被认为通过调控最佳氧空位含量可有效提升太阳能驱动水氧化光电流而备受关注。本研究通过酸介导水热法在钨箔上成功制备了具有双氧空位与钨空位的纳米片状三氧化钨（WO3-x），显著提升了WO3-x光阳极的光电化学性能。在空气中550°C热退火导致正交相WO3·nH2O转变为γ单斜相，形成缺氧表面亚稳态结构。但经2小时制备的W-2 h样品（具有致密、多孔且均匀的纳米片薄膜，提供高效电荷收集的大比表面积）展现出最优性能，在1.6 V vs. Ag/AgCl电位下光电流密度达4.12 mA/cm2（41.2 mA/W），显著优于W-3 h（2.59 mA/cm2，25.9 mA/W）和W-30 min（1.79 mA/cm2，17.9 mA/W）。最后通过紫外光电子能谱（UPS）和紫外-可见漫反射光谱（UV-DRS）分析了WO3-x薄膜中双空位局部分布及电子能带结构的差异。

    关键词： 光电催化、水分解、生长控制、氧和钨空位、纳米片、WO3-X

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 银功能化的CuWO<sub>4</sub>/WO<sub>3</sub>纳米复合材料用于太阳能水分解

    摘要： 通过聚乙烯吡咯烷酮（PVP）辅助溶胶-凝胶（PSG）法成功制备了银功能化CuWO4/WO3异质结构。采用电泳沉积法制备的薄膜作为光阳极用于光电化学（PEC）水分解。与原始CuWO4和WO3薄膜相比，银功能化CuWO4/WO3光阳极在析氧热力学电位（0.62 V vs. Ag/AgCl，pH 7）处获得了显著增强的光电流（3-4倍）。这种增强源于异质结构形成（CuWO4/WO3）的协同作用以及银诱导表面等离子体共振（SPR）效应改善光利用的效果。因此，在中性条件下（无空穴清除剂），前侧模拟AM1.5G光照下于0.62 V vs. Ag/AgCl处实现了0.205 mA cm?2的光电流。对获得的PEC数据及阻抗测量结果的详细分析表明，所制备的银功能化CuWO4/WO3光阳极的电荷分离效率显著提高。本研究为设计新型等离子体金属/异质结构纳米复合材料用于能量转换应用提供了有益见解。

    关键词： 纳米复合材料、表面等离子体共振、光电化学、CuWO4/WO3、太阳能水分解、银功能化、异质结构

    更新于2025-09-23 12:16:41

  • 具有表面可调原位生长WO3纳米颗粒的分层WO3/ZnWO4一维纤维异质结构，用于高效低浓度甲醛检测

    摘要： 通过原创的一步静电纺丝技术结合后续煅烧工艺，成功制备出具有表面原位可调生长WO3纳米颗粒的分级WO3/ZnWO4一维纤维异质结构。当前驱体溶液中引入ZIF-8时，其相组成和形貌可从珠状WO3纤维转变为分级WO3/ZnWO4一维复合材料，这主要归因于热处理过程中成核竞争与晶面匹配机制的共同作用。相较于纯WO3和WO3/ZnWO4-10%，WO3/ZnWO4-5%展现出268.57的最高比表面积值，表明其对目标有机物种具有显著增强的吸附性能。研究发现WO3/ZnWO4-5%复合物对5 ppm甲醛的响应值达44.5，约为最佳工作温度下纯WO3纳米纤维传感器的8倍。同时该样品还表现出优异的甲醛气敏特性：快速响应/恢复时间（12/14秒）及卓越的稳定性（循环、长期及湿度稳定性）。基于WO3/ZnWO4复合材料的增强气敏机制可归因于有效异质结、大比表面积、多反应位点及独特表面/界面电子传输的协同效应。这种分级WO3/ZnWO4一维材料的设计构建，证实了其作为检测低浓度甲醛新型气体传感器的巨大潜力。

    关键词： 静电纺丝、气体传感器、原位生长、甲醛、WO3/ZnWO4异质结构

    更新于2025-09-23 22:58:37

  • 一种简便的一锅法合成WO3/AgCl复合材料及其在可见光照射下增强的光催化和光电化学性能

    摘要： 本工作采用简便的一锅水热法，以α-Ag2WO4和HCl为前驱体合成了可见光驱动的WO3/AgCl复合光催化剂。通过向α-Ag2WO4中添加不同量（0.5、1.0、1.5和2.0 mL）的2 M HCl溶液，制备了一系列WO3/AgCl复合光催化剂。随后研究了这些光催化剂在可见光照射下降解罗丹明B（RhB）的光催化性能。结果表明，与纯WO3和AgCl相比，WO3/AgCl复合材料表现出优异的光催化活性，这可能源于光激发电子-空穴对的快速电荷分离效率。然而，在各种复合材料中，添加1 mL HCl制得的WO3/AgCl复合材料显示出最高的光催化活性，该优化复合物可在30分钟内完全降解RhB。此外，WO3/AgCl复合材料具有优异的光稳定性。最后还提出了WO3/AgCl复合材料降解RhB的可能光催化机理。因此，这些高光催化活性和稳定性的结果表明，WO3/AgCl复合材料是废水处理及其他环境修复应用的有前景材料。

    关键词： 光降解、可见光、WO3/AgCl复合催化剂、光催化、罗丹明B

    更新于2025-09-24 02:09:29

  • 具有纳米多孔Sn-WO?薄膜的优异光响应MIS肖特基势垒二极管用于紫外光电探测器应用

    摘要： 基于高有序纳米多孔结构MIS型光电探测器因其优异的光吸收性能、更强的机械强度、低密度伴随更大的扩散系数和电荷容纳能力，成为下一代光电子应用中极具前景的器件。本研究采用喷射雾化热解技术制备纳米多孔Sn-WO3薄膜作为界面层，成功构建了高灵敏度MIS肖特基势垒二极管。XRD分析证实Sn-WO3薄膜具有单斜和正交晶系的多晶特性，其晶粒尺寸随Sn浓度增加而逐渐增大。含12 wt% Sn的Sn-WO3复合薄膜FE-SEM显示独特的纳米板、纳米线及类纳米多孔结构形貌。光学带隙能量随Sn浓度从3.2 eV提升至3.6 eV。通过构建Sn-WO3纳米多孔结构，我们首次报道了Cu/纳米多孔:Sn-WO3/p-Si二极管的光电特性，在光照下呈现正光响应及更高的反向饱和电流，该特性随Sn浓度增加导致的界面层探测率提升得到验证。当Sn含量为12 wt%时，器件实现了5083.5 mA/W的超高响应度，较纯WO3提升154倍。MIS二极管中纳米多孔:Sn-WO3层的存在使其量子效率达到约60%，特别适用于紫外光电探测器应用。

    关键词： MIS肖特基势垒二极管，Sn-WO3，光电探测器，纳米多孔，紫外线

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 新型WO3:Yb3+,Er3+陶瓷的激光诱导热致变色与可逆上转换发射调制：双模态指纹采集应用

    摘要： 通过采集金融、电信、交通、教育和医疗领域的指纹，可以获得快速准确的身份识别。然而，传统指纹采集技术存在背景干扰强、检测灵敏度低和操作复杂等诸多问题。本研究实现了一种新型WO3:Yb3+,Er3+陶瓷激光诱导热致变色与上转换发光的可逆调制，即使经过多次循环仍表现出优异的重复性。我们首次利用该陶瓷的激光诱导热致变色和上转换发光特性，实现了双模态指纹采集。特别值得注意的是，该方法展现出超高稳定性，指纹图案可保存长达一年。结果表明，该技术具有无损、可重复、高效稳定的特点，为指纹采集与存储技术的发展开辟了新途径。

    关键词： 光热致变色、上转换发光、WO3:Yb3+,Er3+陶瓷、指纹采集

    更新于2025-09-19 17:13:59