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oe1(光电查) - 科学论文

489 条数据
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  • 模拟太阳光下含水（废弃）生物质辅助的光催化产氢：氧化g-C3N4与P25二氧化钛的比较

    摘要： 在模拟太阳光照射下，对比了氧化石墨相氮化碳(o-g-C3N4)与赢创AEROXIDE? P25二氧化钛(TiO2)对生物质衍生水溶液牺牲体系的光催化产氢性能。使用铂或铜镍作为助催化剂的水解淀粉实验表明：产氢速率受助催化剂种类及负载量影响，其中TiO2分别耦合3 wt%铜镍或0.5 wt%铂时达到最高析氢速率(HER)，分别为453和806 μmol g?1 h?1。尽管比表面积较低，o-g-C3N4耦合3 wt%铜镍或3 wt%铂时仍能实现168和593 μmol g?1 h?1的HER。在单双糖溶液中，Pt/TiO2的产氢范围为504-1170 μmol g?1 h?1，Cu-Ni/TiO2为339-912 μmol g?1 h?1；o-g-C3N4同样高效，产氢率达90-610 μmol g?1 h?1。在富糖废水测试中，这些半导体材料最高获得286 μmol g?1 h?1的HER。虽然产氢率低于Pt/TiO2，但o-g-C3N4这类廉价环保的非纳米级催化剂与非贵金属耦合，仍提供了更具可持续性的产氢方案。

    关键词： 生物质、石墨相氮化碳、氢气、光催化、太阳光、二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 结合碳纳米管作为"电子桥"的层级二氧化钛微球光催化活性增强

    摘要： 通过高效电荷分离增强二氧化钛（TiO2）的光催化活性至关重要但具有挑战性。本研究利用分级TiO2微球与碳纳米管（CNTs）之间形成的"电子桥梁"，有效抑制了光生e–-h+对的复合。所制备的具有交错层状晶体覆盖的三维TiO2微球富含孔隙和锐利边缘，形成了具有大比表面积和丰富活性位点的理想光催化界面。结合CNTs后，TiO2微球实现连接与稳定化。此外，CNTs作为电子传输通道，促进e–-h+对的有效分离，从而赋予优异的光催化活性。瞬态荧光光谱显示，在CNTs辅助下TiO2上电子寿命从5.23 ns延长至10.14 ns。在水相体系中，聚集于CNTs的电子可与O2反应生成O2–，同时TiO2主体中残留的大量空穴通过氧化吸附水产生OH，为4-硝基苯酚的光催化降解提供丰富活性物种。当CNTs质量比为5%时，TiO2@CNTs复合材料对有机污染物的去除效率达到最高。

    关键词： 电子桥、二氧化钛、碳纳米管、有机污染物、光催化降解

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 利用O<sub>2</sub>等离子体暴露实现双栅MoS<sub>2</sub>晶体管的接触工程

    摘要： 研究了在金属沉积前对双栅极MoS2晶体管接触区域进行O2等离子体处理以获得高性能电子接触的效益，并进行了评估。对比有无等离子体处理的器件发现，通过形成低电子肖特基势垒（约0.1 eV）的高质量接触界面可显著提升性能。采用形貌与界面表征技术，从初始剥离表面经光刻工艺到钛沉积全过程研究了MoS2的接触形成机制。研究表明光刻胶显影后残留在MoS2表面的物质会导致导带附近出现费米能级钉扎现象。经O2等离子体处理及后续钛沉积后，钛会从MoOx中夺取氧并形成TiOx。电学测试表明光刻胶残留等污染物会显著影响器件电性能。未进行接触区O2等离子体处理的MoS2场效应管输出特性呈现非线性类肖特基接触行为，而经处理器件则表现出线性特征。O2等离子体可在无需高温退火条件下清除MoS2表面残留物。通过采用反应性金属钛作为接触电极刻意形成TiO2，实现了低导带偏移和优异的载流子注入。相比未经处理的器件，接触区经O2等离子体处理的双栅极MoS2晶体管具有线性输出特性、更低的接触电阻（降低约20倍）和更高的场效应迁移率（提升约15倍）。此外，结果表明在MoS2及其他二维材料接触形成过程中，器件制备工艺引入的效应不可忽视。

    关键词： 二氧化钛、二硫化钼、接触电阻、氧等离子体、光刻胶残留、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、接触

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于铂的金属纳米结构增强活性氧生成与光催化活性：成分至关重要

    摘要： 通过金属纳米组分对半导体纳米结构进行修饰，可通过形成异质结促进光激发半导体中电子/空穴的分离，从而展现出增强的光催化活性及应用潜力。本研究采用Pt基纳米颗粒（包括Pt、PtCu和PtCuCo）作为模型助催化剂，对比研究了它们增强TiO?纳米片光催化活性的能力。研究发现，Pt、PtCu和PtCuCo均能显著提升TiO?降解有机染料的光催化活性。通过电子自旋共振光谱证实，沉积Pt基纳米颗?？刹嗷钚匝跷镏郑ò腔杂苫⒊跻趵胱雍偷ハ咛酰?。Pt基纳米颗粒对ROS生成及光催化活性的增强效果呈现相同趋势：PtCuCo > PtCu > Pt。这种Pt基纳米颗粒增强效应的差异机制可能主要与Pt在合金化过程中与Cu和Co形成的电子结构变化有关。这些结果为设计具有高效光催化性能的杂化纳米材料（应用于水净化和抗菌产品）提供了重要价值。

    关键词： 光催化、杂化纳米结构、活性氧物种、PtCuCo、二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 不同商业TiO?在室内空气污染物混合物光催化降解中的性能：光催化剂及操作参数的影响

    摘要： 光催化氧化（PCO）空气净化器可安装在空气处理机组中，以减少居住者接触有害气体、提升室内空气质量，并通过降低所需通风率同步减少暖通空调能耗。本研究在连续流反应器中评估了四种商业化二氧化钛光催化剂（P25、PC500、UV100和S5-300A）对七种常见挥发性有机化合物（VOCs）混合物的处理光催化活性?？疾炝伺ǘ龋?5-100 ppb）、相对湿度水平（23?C下0-60%）和停留时间（0.012-0.05秒）等主要实验因素对去除效率和副产物生成的影响。通过X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）对光催化剂进行了表征。UV100具有最高的总VOC去除效率，这归因于其大比表面积、高孔隙率、良好结晶度及丰富的表面羟基。关于相对湿度，发现两种主要趋势：i) 湿度增加导致去除效率降低；ii) 某些情况下存在最佳湿度水平。处理效率顺序为：醇类 > 酮类 > 芳香烃 > 烷烃。气相主要副产物为甲醛、乙醛、丙酮和丙醛。

    关键词： 二氧化钛、挥发性有机化合物、室内空气质量、光催化氧化、相对湿度、停留时间、副产物

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 用于增强含Cu-BPCA染料DSSC中电子传输性能的TiO?纳米颗粒的合成与表征

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）因其潜在的低成本和高能效而备受关注，使其成为太阳能转换最具前景的系统之一。通过使用二氧化钛（TiO?）纳米颗粒进行混合，DSSC的效率得到了提升——这种材料既能提供高表面积以容纳吸光敏化剂，又能作为光生电子的稳定导体。在水热法中，TiO?纳米颗粒的合成取决于温度，其直径随不同高压灭菌温度而变化。本研究采用丝网印刷法将TiO?纳米颗粒涂覆在ITO玻璃上。我们合成的TiO?纳米颗粒能为电子传输提供快速通道，并减少背接触路径中光注入电子的捕获。DSSCs采用钌染料和电解质（I??/I??）制备。通过动态光散射（DLS）、X射线衍射、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对TiO?的晶体结构进行了表征，紫外-可见分光光度计测定了吸收光谱，红外光谱用于分析粉末样品中Ti-O-Ti键的峰值。研究发现，纳米颗粒的特性对DSSC效率具有显著影响。

    关键词： 纳米粒子、染料、染料敏化太阳能电池（DSSC）、二氧化钛（TiO2）

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 制备具有增强可见光光催化活性的中空掺钇二氧化钛微球

    摘要： 以三聚氰胺-甲醛聚合物微球为模板，通过溶胶-凝胶法成功制备了掺钇二氧化钛中空球（Y-TiO2HS）。采用傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、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、发光光谱、比表面积（BET）分析和孔隙率分析对合成样品进行表征。结果表明，钇掺杂可提高TiO2的热稳定性，降低其带隙并增强光催化活性。当钇掺杂摩尔比为1.5%时，Y-TiO2HS表现出高比表面积（62.651 m2/g）和光催化降解率（约70%）。与未掺杂TiO2HS相比，相应Y-TiO2HS的BET值和光催化降解率分别提高了3倍和50%。

    关键词： 合成、钇掺杂、中空微球、光催化活性、二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 过渡金属氧化物掺杂（Cr、Co、V）对TiO2在可见光下降解刚果红的光催化活性影响

    摘要： 对Cr、Co或V掺杂TiO?进行了对比研究。光催化剂采用溶胶-凝胶法合成。结果表明：Cr、Co和V掺杂剂分别在1%、4%和2%的掺杂量下引发了TiO?从锐钛矿相到金红石相的转变。此外，掺杂剂的引入使TiO?的吸收波长延伸至可见光区，从而成为可见光驱动的光催化剂。掺杂过渡金属在TiO?表面呈现不同氧化态。所制备的光催化剂用于刚果红的光降解测试，其中Cr掺杂TiO?（3%）因含有45%金红石相、降低的2.30 eV带隙能以及形成的Cr??（作为电子捕获剂延缓空穴-电子复合），表现出最佳光催化性能。

    关键词： 光降解、刚果红、过渡金属氧化物、二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 对称阳离子多甲川染料敏化TiO?用于亚甲基蓝的光催化还原

    摘要： 利用阳离子多甲川染料（D）2-[(1E)-1,3-丁二烯基]-1-(苯甲基)-苯并吲哚鎓硼氟酸盐的光谱、电化学及能量转换特性，发现该染料可作为TiO?的高效敏化剂。当染料应用于TiO?表面时，其初始较窄的吸光带会变宽，几乎覆盖整个可见光和近红外区域。这一效应使得更广泛的光量子能参与光催化转化过程。研究人员开发了多种D/TiO?型新型异质结构（HS），并通过甲醛还原亚甲基蓝的测试反应，在不同染料含量和各种光照模式下测定了其光催化活性。同时提出了不同波长光引发的能量转换机制方案并进行讨论。

    关键词： 光催化活性、异质结构、阳离子聚甲炔染料、二氧化钛、亚甲基蓝、敏化作用

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 用于结构色的厚TiO<sub>2</sub>薄膜的溶胶-凝胶法制备

    摘要： 我们研究了厚而无裂纹TiO?薄膜的溶胶-凝胶制备工艺以合成结构色材料。通过添加乙酰丙酮稳定醇盐基前驱体溶胶的粘度，从而改善了旋涂厚度的控制。我们采用TiO?/SiO?/TiO?三层结构及二阶反射条件产生结构色。该设计产生了尖锐的光谱峰和明亮的色彩；然而需要厚度超过200纳米的TiO?层，这比一阶反射所需的厚度大得多。通过向前驱体溶胶中添加乙基纤维素抑制了厚膜中的裂纹形成。因此，成功制备出色调可调的TiO?/SiO?/TiO?薄膜，在可见光波长范围内呈现出包括蓝、绿两种原色在内的多种明亮色彩。还展示了片状颗粒产生的绿色结构色。

    关键词： 二氧化钛，结构色，裂纹形成，片状粉末，溶胶-凝胶法

    更新于2025-09-23 15:22:29