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oe1(光电查) - 科学论文

489 条数据
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  • Ag2O/TiO2异质结的光催化与抗菌性能

    摘要： 通过简单方法制备了Ag2O/TiO2异质结，即将氧化亚银与六种不同二氧化钛光催化剂研磨混合。采用漫反射光谱(DRS)、X射线粉末衍射(XRD)及配备能量色散X射线光谱(EDS)的扫描透射电子显微镜(STEM)对所得光催化剂的理化性质进行表征。研究了其在紫外/可见光照射下对乙酸氧化分解和甲醇脱氢、可见光照射下对苯酚和2-丙醇氧化分解的光催化活性。测试了样品在紫外光、可见光及黑暗条件下对大肠杆菌(Escherichia coli)、白色念珠菌(Candida albicans)和产黄青霉菌(Penicillium chrysogenum)的抗菌性能。几乎所有样品在紫外/可见光(含细晶锐钛矿的样品呈现协同效应)和可见光照射下均表现出增强的活性，这表明紫外光照射下p-n异质结或Z型机制阻碍了载流子复合，而可见光照射下发生了从Ag2O到TiO2的光激发电子转移?？咕阅艿玫礁纳?，尤其在可见光照射下更为显著，这可能源于微生物带负电表面与带正电Ag2O之间的静电吸引作用。

    关键词： 氧化银、抗菌性能、异质结、纳米复合材料、非均相光催化、二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 用醇还原法将二氧化钛修饰到氧化石墨烯上

    摘要： 通过高温醇还原法合成了掺杂DEGUSSA（P25）的氧化石墨烯（GO）纳米复合材料。在还原过程中，P25锚定在石墨烯网络中羰基基团留下的空位上，这种复合结构通过延缓电子-空穴对（e?h?）的复合提升了光催化性能。拉曼光谱证实了锚定效果——高TiO?负载量的材料在1100 cm?1处出现碳酸根（CO?2?）特征峰，且D峰与G峰发生整体偏移，该材料的带隙为2.54 eV。X射线衍射图谱清晰显示P25已嵌入石墨烯三维结构：相比原始氧化石墨烯，石墨烯衍射峰变得更尖锐且峰宽更小。TiO?与石墨烯片层的复合使带隙从P25原本的3.2 eV降至约2.5 eV，这使其成为制备光阳极、光伏器件及光催化剂的优异材料。实验证实：当亚甲基蓝浓度为60 ppm（光照条件为太阳光）和25 ppm（光照条件为发射波长接近589 nm的钠灯）时，该材料均表现出显著的光降解效果。

    关键词： 亚甲基蓝降解、带隙、氧化石墨烯、二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 反应磁控溅射技术制备的锐钛矿型二氧化钛纳米结构的光催化活性

    摘要： 本工作采用直流反应磁控溅射技术成功合成了具有高光学与结构均匀性的纳米结构二氧化钛（TiO?）光催化剂。所制备的TiO?薄膜无需任何热处理即具备优异的结构均匀性。X射线衍射图谱与紫外-可见光谱分析表明，所制薄膜为锐钛矿相结构，其禁带宽度为3.23电子伏特。傅里叶变换红外光谱证实了Ti-O键的形成。沉积薄膜中TiO?颗粒的平均粒径介于5-7纳米之间。这些纳米结构作为光催化剂具有显著应用价值——通过测定紫外照射时间下的降解速率确定其光催化活性，所得一级反应速率常数为2.4×10?3分钟?1。

    关键词： 锐钛矿相，二氧化钛，纳米结构，光催化

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 原位铂等离子体共振效应促进二氧化钛纳米立方体光催化产氢

    摘要： 基于表面等离子体共振（SPR）效应及两相组分的强相互作用，原位光沉积铂纳米颗粒（Pt NPs）于二氧化钛表面，展现出增强的太阳能驱动光催化产氢性能。本研究通过简便的溶剂热合成与光沉积策略，原位制备了铂修饰的二氧化钛纳米立方体层级结构（Pt-TNCB）。该材料表现出优异的太阳能驱动光催化产氢速率（337.84 μmol h?1），约为未修饰TNCB（9.19 μmol h?1）的37倍，且其光催化性能仍优于后修饰1 wt% Pt的TNCB（208.11 μmol h?1）。铂的引入有效将复合材料的响应光谱从紫外区拓展至可见光区，同时提升其太阳能驱动光催化性能，这归因于多孔结构、亚微米级TNCB、Pt NPs的SPR效应及两相组分的强相互作用。实际上，Pt NPs能增强离域电子的集体振荡，有利于捕获电子并抑制光生电子-空穴对的复合，从而延长光生电荷的寿命。这种具有SPR效应的Pt-TNCB光催化剂制备方法，为提升传统光催化剂的可见光催化活性提供了可行途径。

    关键词： 析氢反应、二氧化钛、表面等离子体共振、光沉积、光催化剂

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • N-羟基邻苯二甲酰亚胺-二氧化钛复合物可见光光催化

    摘要： 二氧化钛（TiO?）是目前应用最广泛的半导体光催化剂。随着其界面氧化还原反应对能源转化、环境修复等广泛过程产生重要影响，TiO?的突出地位日益凸显。本研究利用有机分子与TiO?表面结合位点及适配表面的相互作用构建表面复合物，实现了可见光驱动的选择性有氧氧化反应。我们发现N-羟基邻苯二甲酰亚胺（NHPI）与TiO?能形成新型表面复合物，该NHPI-TiO?复合物作为优异的可见光光催化剂，在蓝光LED照射下成功利用大气氧实现了胺类化合物选择性氧化为亚胺。通过添加3 mol%的(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧自由基（TEMPO）作为协同催化剂，既保持了NHPI-TiO?复合物的稳定性，又提升了亚胺产物的选择性。实验证实超氧自由基（O???）是执行氧化转化的主要活性氧物种（ROS）。本研究表明：只要存在合适的协同氧化还原催化剂来引导光催化电子转移，TiO?表面复合物就能成为可见光驱动选择性有氧反应的稳健光催化剂。

    关键词： 二氧化钛，表面络合物，N-羟基邻苯二甲酰亚胺，分子氧，TEMPO

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 水环境中微污染物太阳能光催化去除的不同方法：二氧化钛与混合磁性氧化铁的比较

    摘要： 本研究报告了采用两种不同非均相高级氧化工艺对四种微污染物（MCs）——卡马西平（C）、氟甲喹（F）、布洛芬（I）和磺胺甲噁唑（S）——进行光诱导非均相光降解的研究。第一种是半导体光催化法，在自制悬浮态TiO?（TiO? HP）存在下进行；第二种是非均相光芬顿法，在具有铁氧化物核心和生物基物质（BBS，从城市生物废弃物中分离获得）有机壳层的混合磁性纳米材料（MB?）存在下进行。这两种材料通过不同机制发挥作用，且已在实验室模拟条件下经过测试（并假设了作用机制）：TiO?通过光生空穴/电子对引发氧化还原反应发挥光催化剂作用，而混合磁性纳米材料则在H?O?存在下通过类光芬顿机制发挥作用。结果表明TiO? HP性能更优（甚至优于知名参照物TiO? P25）。在中试装置自然太阳辐射下进行的初步光降解实验验证了TiO? HP的良好效果。此外，在所采用的实验条件下，从MB?溶出的Fe(II)可通过均相光芬顿反应降解微污染物，此时MB?充当铁源储备体。

    关键词： 二氧化钛、微量污染物、光芬顿、光催化、水处理、磁性材料。

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 高效可见光响应光催化剂：TiO? - Ag?PO?复合纳米棒

    摘要： 本文通过将Ag3PO4纳米颗粒负载于预先制备的板钛矿相TiO2纳米棒上，成功制备了有序的TiO2-Ag3PO4纳米棒复合材料。板钛矿TiO2纳米棒表面Ag3PO4纳米颗粒的负载量可实现精准调控。这种TiO2-Ag3PO4杂化纳米棒具有大比表面积、可拓展可见光吸收范围并促进电荷分离，从而展现出高效的可见光驱动光催化性能。在可见光照射下作为光催化剂进行评估时，所有TiO2-Ag3PO4杂化纳米棒对异丙醇降解均表现出优异的光催化活性。其中TiO2-Ag3PO4-3展现出最佳光催化性能，在3小时内产生147 ppm的高浓度丙酮，11小时内产生424 ppm的二氧化碳。

    关键词： 二氧化钛-磷酸银，可见光响应，纳米复合材料，太阳能材料

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 掺铬二氧化钛（金红石相）中的铬偏聚：氧活度的影响

    摘要： 本研究探讨了多晶掺铬二氧化钛中铬表面偏析对表面与体相缺陷无序性的影响。结果表明，在1273K下于可变氧活度气相中退火掺铬二氧化钛（0.04原子百分比Cr）时，表面铬的价态会逐渐转变：在还原条件（p(O2)=10^-12 Pa）下主要以Cr3?物种存在，而在氧化条件（p(O2)=10^5 Pa）下Cr3?与Cr??物种浓度相当。通过缺陷平衡理论分析了阳离子亚晶格和间隙位点中带正负电荷铬的形成机制。所推导的理论模型揭示了氧活度对表面电荷的影响，以及由此产生的电场如何驱动带电铬物种的迁移过程。

    关键词： 氧活性、X射线光电子能谱、铬掺杂二氧化钛、偏析、二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 构建具有优化光电化学和光催化性能的Ag@AgCl修饰TiO2纳米棒阵列薄膜

    摘要： 通过简便的多步法成功制备了一种新型的Ag@AgCl/TNR薄膜光催化剂。以结构规整的二氧化钛纳米棒阵列（TNR）薄膜为起始材料，通过光化学还原法在TNR薄膜上均匀沉积银纳米颗粒，再经FeCl3溶液原位氧化银形成Ag@AgCl/TNR薄膜。系统研究了所得薄膜的结构、形貌、成分、光学、光催化及光电化学性能。结果表明：核壳结构的Ag@AgCl能有效促进光生电子-空穴对转移、抑制其复合并增强可见光吸收。氧化时间为60分钟的Ag@AgCl/TNR薄膜（S60）在电化学阻抗谱（EIS）奈奎斯特图中显示出最高光电流和最佳界面电子转移性能。对于甲基橙（MO）的光降解，在可见光照射下S60表现出最高光催化效率（90.8%）和良好稳定性，其性能可比甚至优于既往报道。基于表面等离子体共振（SPR）效应的银纳米颗?？杀豢杉饧しⅲ腋枚捞亟峁雇ü┨澹–l?）向银纳米颗粒转移补偿电子，有效实现光生电子从银向二氧化钛导带的转移，据此提出了详细的光催化机理。

    关键词： 纳米棒阵列、光催化活性、光电流、二氧化钛、银包覆氯化银

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • ZnO和TiO2颗粒的尺寸依赖性辐射稳定性

    摘要： 氧化锌和二氧化钛颗粒是太阳能反射涂层中常用的典型颜料。本文系统研究了亚微米级（数百纳米）和纳米级（30纳米）尺寸下这两种颗粒的辐射稳定性。我们先前报道过90纳米与300纳米氧化锌颗粒具有近乎相同的抗辐射能力（《物理状态固体B》2017年第254卷1600411期）。出人意料的是，本研究发现30纳米氧化物相比亚微米颗粒展现出显著更强的抗辐射性能。详细分析表明，纳米晶氧化物中丰富的本征缺陷与表面/界面态，能通过快速扩散使注入产生的空位原位复合，从而修复辐射损伤。该研究将有助于开发适用于太空与核辐射环境的纳米级氧化物材料及器件。

    关键词： 辐射损伤、光学性能、二氧化钛、氧化锌

    更新于2025-09-23 15:22:29