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oe1(光电查) - 科学论文

14 条数据
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  • g-C3N4纳米片功能化硅纳米线杂化光阴极用于高效可见光诱导光电化学水还原

    摘要： 我们报道了采用金属辅助化学刻蚀和简易液相剥离法制备基于硅纳米线@g-C3N4纳米片杂化结构光阴极的研究。生长在硅纳米线表面的g-C3N4纳米片形成杂化异质结光阴极，在可见光照射下展现出增强的光诱导水还原活性，其偏压光电转换效率为4.3%时光电流密度可达22 mA cm?2。与原始Si纳米线相比，由于该杂化光阴极具有更优异的电荷传输性能，在pH≈7条件下进行析氢反应时，阴极光电流起始电位从41 mV正移至420 mV（vs. RHE），短路电流密度Jsc达到0.50 mA cm?2。电化学阻抗谱分析表明：g-C3N4纳米片与硅纳米线形成的界面杂化结能显著提升太阳能水还原活性，这归因于其具备较低的电荷转移电阻及导带中激发电子较长的寿命。该策略为设计低成本稳定的新型杂化异质结光催化水还原光阴极提供了新思路。

    关键词： 太阳能水还原、硅纳米线、光阴极、g-C3N4纳米片、界面

    更新于2025-11-21 11:01:37

  • 一种从硫脲直接一步合成超薄g-C3N4纳米片以增强太阳能光催化产氢的方法

    摘要： 二维（2D）石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片作为一种具有优异性能的光催化剂，已成为光催化领域的"后起之秀"。虽然从块体g-C3N4粉末剥离得到的纳米片已广泛应用，但开发简便的合成方法仍充满挑战。为此，我们报道了一种直接聚合策略来制备超薄g-C3N4纳米片——仅需在空气中加热硫脲而不添加任何模板剂。通过以三乙醇胺为牺牲剂、铂为助催化剂，在可见光照射（λ>420 nm）下进行水还原制氢反应评估样品光催化活性。结果表明，这种平均厚度仅3.5 nm的少层g-C3N4纳米片展现出卓越的可见光产氢速率（1391 μmol g?1 h?1）和突出的表观量子效率（420 nm处达6.6%）。最终，所制超薄g-C3N4纳米片的产氢速率不仅显著高于双氰胺或三聚氰胺衍生的g-C3N4，也优于相同条件下热氧化刻蚀法制备的g-C3N4纳米片。

    关键词： g-C3N4纳米片，无模板聚合，太阳能转化，二维材料，光催化，一步合成

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 新型铂钯合金纳米颗粒修饰的g-C3N4纳米片，具有增强的可见光照射下产氢光催化活性

    摘要： 通过化学沉积沉淀法合成了铂钯双金属合金纳米粒子（NP）修饰的石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片光催化剂。光催化产氢性能表征显示，引入PtPd合金NP作为助催化剂可显著提升g-C3N4纳米片的产氢能力。其中0.2 wt% PtPd/g-C3N4复合光催化剂达到最大产氢速率1600.8 μmol g–1 h–1。当反应体系中添加K2HPO4时，产氢速率进一步提升至2885.0 μmol g–1 h–1。该PtPd/g-C3N4光催化剂表现出良好的光催化稳定性，在经历四次循环实验后仍能保持大部分光催化活性。通过多种光电技术验证，提出了可能的活性增强机制。结果表明PtPd与g-C3N4之间的协同效应显著提升了复合光催化剂的光催化性能。

    关键词： 析氢反应，铂钯合金纳米颗粒，光催化，g-C3N4纳米片

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 缺陷工程化的介孔二维石墨相氮化碳纳米片光催化剂用于LED光照下降解罗丹明B

    摘要： 本工作通过简单的两步热处理法成功合成了氮空位诱导的二维介孔石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片光催化剂。采用多种表征技术探究了纳米片光催化剂的形貌及氮空位存在情况。紫外-可见漫反射光谱（DRS）证实所制备的光催化剂具有增强的可见光吸收效率。此外，光致发光光谱表明氮空位材料具有更高的载流子分离效率。最重要的是，该光催化剂在18 W LED灯照射下对罗丹明B（RhB）染料表现出优异的光降解性能。氮空位诱导的纳米片在RhB降解中展现出0.074 min?1的降解系数，较块体g-C3N4提高了9.25倍。该纳米片对四环素类抗生素也表现出更强的降解效率。此外，光催化剂经过5次循环后仍保持卓越的稳定性?；谧杂苫痘袷笛榻峁狙芯炕共土撕侠淼墓獯呋?。该研究为二维g-C3N4纳米片的缺陷诱导机制提供了见解，有望助力设计具有成本效益的氮空位诱导材料，应用于多个环境领域。

    关键词： 氮空位、LED光照射、罗丹明B、介孔、二维g-C3N4纳米片

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过糖辅助剥离法获得的后退火石墨相氮化碳纳米片，具有增强的可见光光催化性能

    摘要： 二维（2D）石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片（CNNP）因其厚度小、比表面积大，有利于电荷传输和催化表面反应，已成为光催化领域的研究热点。然而，常规方法制备的二维g-C3N4纳米片因强量子限域效应和共轭距离缩短导致带隙增大、太阳光吸收能力变差，限制了其广泛应用。本文提出一种简便方法：通过体相g-C3N4的剥离及后续快速热处理，获得具有氮缺陷的多孔少层g-C3N4。得益于优异的晶体结构、织构特性、光学及电子结构，所得多孔CNNP在光解水反应中展现出比体相g-C3N4及糖辅助剥离制备的3 nm厚CNNP更显著的光催化活性。水分解与有机物降解增强因子的差异揭示了氮缺陷的影响。本研究为可控制备具有优异光催化性能的多孔少层结构提供了重要见解。

    关键词： 光催化活性，g-C3N4纳米片，共研磨，热处理，糖

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 可溶性g-C3N4纳米片：简易合成及其在光催化产氢中的应用

    摘要： 知名g-C3N4材料的潜在应用与开发对其高分散性和高溶解性有极高要求。本研究开发了一种简便的水热处理及后续真空冷冻干燥工艺，成功制备出在水溶液中具有优异分散性与溶解性的g-C3N4纳米片（约5纳米）。研究发现，g-C3N4纳米片表面形成了含多个亲水基团（-NH2、-OH和-C=O）的melem结构，从而制得可溶性g-C3N4（SCN）纳米片。此外，该SCN纳米片可作为有效改性剂显著提升传统g-C3N4光催化剂的产氢性能（所得样品记为SCN/g-C3N4）。光催化结果表明，SCN/g-C3N4样品的产氢性能较纯g-C3N4提高约2倍。SCN/g-C3N4光催化剂产氢速率的提升主要归因于亲水基团的引入——这些基团不仅显著增强了SCN/g-C3N4的分散性与亲水性，更作为界面活性位点加速H+还原反应及H2的快速生成。这种可溶性g-C3N4纳米片在环境?；ず湍茉醋涣煊蚓哂泄憷τ们熬啊?

    关键词： 光催化、产氢、溶解度、g-C3N4纳米片、分散性

    更新于2025-09-24 01:00:34

  • 通过Ti3C2 MXene量子点提升g-C3N4的光催化产氢能力

    摘要： 光催化产氢面临的主要挑战包括：高效分离光生载流子、提升催化剂稳定性、增强量子效率以及促进光生电子在催化剂表面富集。本研究将具有类铂活性的Ti3C2 MXene量子点（QDs）作为助催化剂，与g-C3N4纳米片（NSs）构建异质结复合材料（记为g-C3N4@Ti3C2 QDs）。当Ti3C2 QDs负载量优化至100 mL时，该复合材料的产氢速率分别是原始g-C3N4 NSs、Pt/g-C3N4和Ti3C2 MXene片层/g-C3N4的26倍、3倍和10倍。Ti3C2 QDs不仅增大了g-C3N4的比表面积并提高了活性位点密度，其金属特性更赋予优异的电子传导能力，从而显著提升了载流子转移效率。

    关键词： Ti3C2 MXene量子点，光催化产氢，g-C3N4纳米片，助催化剂

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 三维Pt岛状结构-Au架构耦合石墨相氮化碳纳米片实现高效光加速甲醇电氧化

    摘要： 采用简便的一锅水热法，将二维（2D）可见光活化的石墨相氮化碳（CN）纳米片作为载体沉积传统电催化剂铂（Pt）和金（Au）。通过调节不同比例的Pt与Au，在CN纳米片表面构建了三维Pt岛状结构/Au架构（Pt-Au/CN）。该Pt-Au/CN复合材料用于电催化甲醇氧化反应（MOR），其催化活性较Pt/CN修饰电极提升13.8倍。值得注意的是，在可见光照射下，通过循环伏安法（CV）、计时电位法（CP）、计时电流法（CA）及电化学阻抗谱（EIS）测试发现，Pt-Au/CN的电流密度与稳定性持续增强。这种性能提升源于Pt与Au的双金属电子效应、三维Pt岛/Au架构、二维CN纳米片载体，以及光催化与电催化过程的协同作用。本研究为通过双金属-半导体复合体系结合可见光辅助构建高效电催化剂提供了新思路。

    关键词： 可见光、g-C3N4纳米片、甲醇氧化、光加速电催化、金基底铂岛结构

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • g-C3N4修饰的超薄WO3纳米片用于高效丙酮蒸汽检测

    摘要： 本工作采用自组装法制备了超薄WO3纳米片，并通过改变热处理温度调控其晶相与形貌。随后，通过简便的液相超声混合法制备了g-C3N4修饰的WO3纳米片敏感材料。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和Brunauer-Emmett-Teller(BET)等方法，对比研究了WO3纳米片与g-C3N4/WO3纳米复合材料的微观结构、形貌、化学成分、氧化态及比表面积。以丙酮为目标气体，考察了不同g-C3N4负载量的WO3纳米片及g-C3N4/WO3复合材料的传感性能。相比纯WO3纳米片，g-C3N4/WO3气体传感器对丙酮蒸气展现出优异的响应值、选择性、瞬态响应特性及痕量检测能力。研究还探讨了g-C3N4含量对气体灵敏度的影响?；? wt% g-C3N4/WO3的气体传感器在340°C下对100 ppm丙酮的响应值(Ra/Rg)达35，较纯WO3传感器提高约300%。该传感器同时表现出快速响应/恢复速度(9秒/3.8秒)和宽线性检测范围(0.5-500 ppm)。这些独特传感性能归因于超薄WO3纳米片、适宜晶相与多孔表面结构的协同效应，以及g-C3N4的敏化作用——其既增大了比表面积又调控了电学性能。本研究将助力新型丙酮传感器开发，并拓展g-C3N4复合材料的应用领域。

    关键词： g-C3N4纳米片，丙酮检测，纳米复合材料，WO3纳米片

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 制备新型一维/二维V2O5/g-C3N4复合材料作为Z型光催化剂用于阳光照射下降解CR和还原Cr(VI)

    摘要： 用于有机污染物和重金属环境修复的光催化材料不仅需要具备强可见光响应和高光催化性能，还需实现催化剂的再生与循环利用。本研究采用简易浸渍法制备了一维/二维V?O?纳米棒/g-C?N?纳米片（VONRs/CNNs）复合材料，并将其应用于太阳光照射下刚果红（CR）的降解及六价铬（Cr(VI)）的还原。通过XRD、SEM、TEM、EDS、XPS、FTIR、UV-vis DRS和PL等多种表征技术对样品进行研究。结果表明：VONRs负载于g-C?N?纳米片表面形成的界面相互作用，促进了光生电子-空穴对的分离与转移，抑制了载流子复合速率，使该复合材料的光催化活性较纯CNNs和VONRs显著提升。最优复合体系（4-VONRs/CNNs）对CR（Cr(VI)）的光催化效率分别达到纯CNNs和VONRs的9.33倍（4.22倍）和73.52倍（19.2倍）。循环实验显示4-VONRs/CNNs具有良好的光催化稳定性。这种性能跃升主要归因于直接Z型电荷迁移机制促使VONRs/CNNs界面处光生电子-空穴对高效分离转移。此外，能带结构分析和不同猝灭剂效应证实：具有更强氧化还原能力的CNNs电子与VONRs空穴是光催化反应的实际参与者。

    关键词： g-C3N4纳米片，Z型机制，复合材料，光催化活性，V2O5纳米棒，一维/二维异质结

    更新于2025-09-10 09:29:36