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oe1(光电查) - 科学论文

22 条数据
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  • 具有增强的双功能光/电催化活性、用于整体水分解的分层CoFe-层状双氢氧化物与g-C3N4异质结构

    摘要： 为实现氢能经济的可持续清洁能源，开发高效、地球储量丰富且非贵金属的过渡金属光/电催化剂用于全水分解极具价值。本研究通过溶剂热法合成了具有分级花状微/纳米片结构和高比表面积的层状双氢氧化物（LDH）@g-C3N4复合材料。高分辨透射电镜（HRTEM）图像显示g-C3N4纳米片表面高度取向，主要暴露(002)晶面。与原始CoFe-LDH相比，该分级纳米复合物在1.0 M KOH电解液中展现出优异且稳定的电催化性能：电流密度为10 mA/cm2时塔菲尔斜率仅58 mV/dec，过电位约275 mV。同时，CoFe-LDH@g-C3N4在1.0 M KOH电解液中也表现出卓越的析氢反应（HER）性能，电流密度为10 mA/cm2时过电位为417 mV，塔菲尔斜率低至77 mV/dec。因此，本研究不仅通过引入g-C3N4纳米片提升了CoFe-LDH的催化活性，还揭示了分级花状形貌与全水分解光/电催化活性之间的关联机制。

    关键词： 双功能活性、光/电催化剂、分级CoFe-LDH@g-C3N4、溶剂热法、全水分解

    更新于2025-09-23 13:46:33

  • MoSe2-Mo2C无缝异质结通过高效电荷转移实现高性能析氢反应

    摘要： 通过化学气相沉积法合成了由Mo2C和MoSe2组成的新型异质结，该材料在酸性和碱性介质中均表现出优异的析氢反应电催化性能。所制备的Mo2C/MoSe2异质结因其增强的导电性和大比表面积而实现高效析氢。进一步的密度泛函理论计算证实，在Mo2C与MoSe2的界面区域存在金属诱导间隙态，这种结构有利于快速电荷转移，从而促进析氢反应。

    关键词： DFT计算、析氢反应、二碳化钼、异质结、化学气相沉积、二硒化钼、电催化剂、金属诱导间隙态

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过球磨剥离法制备尺寸可控的MoS<sub>2</sub>纳米片：参数优化、结构表征与电催化应用

    摘要： 二维材料的独特性质和潜在应用使其大规模生产薄层二维材料备受关注。尽管球磨剥离法是一种极具前景的干相制备方法，但由于其机理认知有限且操作参数对产率、尺寸及厚度的影响尚不明确，该方法鲜少被采用。本研究系统考察了以胆酸钠（SC）为剥离剂时，球磨工艺参数对块体MoS2剥离的影响。通过改变块体MoS2与SC的质量比（SC/MoS2）、磨球与容器体积填充率（φ）、磨球尺寸（dB）、磨盘转速（nR）以及块体MoS2初始质量（mMoS2）等参数，监测了剥离MoS2纳米片的产率和尺寸。在最优球磨条件（SC/MoS2=0.75，φ=50%，mMoS2=0.20g）下，剥离产率达到95%。此外，球磨条件可有效调控剥离MoS2的产率和尺寸。经验证，该方法制备的MoS2粉末尺寸与厚度数据与经典吸收法测定结果偏差小于30%。最后，我们建立了球磨剥离法制备的MoS2纳米片尺寸/厚度与其电催化及光电催化活性之间的关联。

    关键词： 电催化剂、?；堑ㄋ崮?、纳米片、剥离、球磨、二硫化钼、X射线衍射

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 一种可扩展的激光辅助方法制备活性强且稳健的石墨烯负载纳米粒子电催化剂

    摘要： 可再生能源方案的发展需要采用可持续的合成工艺来规?；呶榷ㄐ缘绱呋?，且该工艺不得产生有毒液体废料。本研究利用工业激光系统，通过激光诱导正向转移辅助纳米材料制备（LANP）方法连续制备电催化剂，全程无液体废料产生。这种在室温和常压下进行的干法加工工艺，可在少层石墨烯碳框架上制备分散性良好的铂、钌和镍纳米颗粒（NPs）。这种多功能LANP工艺能以400毫米/秒的速度，将无粘结剂的铂、钌和镍NPs高效沉积在柔性聚酰亚胺薄膜和玻璃表面。通过调节激光功率、划刻速度和源材料厚度等LANP参数，可调控导电碳表面球形NPs的尺寸和数量。当提高激光功率时，铂NPs尺寸减小，激光衍生材料中的铂含量增加。二次激光处理可进一步调节石墨烯负载铂NPs的亲水性和溶剂可及性。结果表明，采用LANP策略制备的负载于少层石墨烯的无粘结剂铂、钌和镍NPs，可作为实用、高效且稳定的电催化剂，应用于先进电解槽技术中的水分解反应。

    关键词： 激光辅助、石墨烯、电催化剂、水分解、纳米粒子

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • PVP辅助水热法合成具有增强析氧反应性能的CuCoO?纳米片

    摘要： 调控尺寸与形貌并开发新型催化材料是研制高效析氧反应（OER）电催化剂的常用策略。本研究通过简便的一步聚乙烯吡咯烷酮（PVP）辅助水热法合成了CuCoO?（CCO）纳米片。我们详细考察了前驱体组成、反应温度及时长等水热参数对CCO晶体形貌、尺寸及晶相的影响。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）等技术全面表征了CCO的晶体结构、形貌、元素组成及化学状态。电催化性能测试表明：在碱性溶液中，CCO纳米片仅需390 mV低过电位即可达到10 mA cm?2阳极电流密度，其塔菲尔斜率为70 mV dec?1且展现出良好循环稳定性，催化性能显著优于微米级CCO晶体——这凸显了材料尺寸与形貌对OER电催化的关键作用。

    关键词： 水分解、析氧反应、CuCoO?、钙钛矿型氧化物、电催化剂

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 追踪可见光增强氧析出反应的起源

    摘要： 具有等离子体核与催化壳的杂化纳米结构在特定频率光照下常表现出显著增强的催化效率。等离子体金属表面局域表面等离子体共振的激发可产生促进催化反应的热电子。然而，目前杂化结构的微观几何构型、介电环境、内部能量流动与化学反应速率之间的关联尚不明确。本研究通过三维有限元法预测，设计出以等离子体金金属核与近透明Ni3S2壳组成的复合材料，通过在核层形成强局域表面等离子体共振实现入射光的最大化吸收。入射光能主要通过形成电子-空穴对在壳层耗散，从而为析氧反应提供更高能量流率。该Au@Ni3S2复合催化剂在10 mA cm?2电流密度下的过电位为252 mV，在光照条件下其催化活性达到纯Ni3S2的约85倍，并超越商用IrO2催化剂。该研究为能源应用领域高效杂化复合催化剂的探索开辟了新途径。

    关键词： 金、局域表面等离子体共振（LSPR）、镍、光电化学、电催化剂

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 在碳基质中制备Cu、Cu?O及Cu-Cu?O混合纳米颗粒并探究其析氧、析氢催化活性与绿色A3偶联反应性能

    摘要： 已合成碳基质包覆的Cu-Cu2O杂化纳米颗粒（NPs）及纯相Cu、Cu2O@C纳米颗粒，并探究了其双功能电催化活性（析氧反应OER与析氢反应HER）及A3偶联（三组分反应）性能。通过粉末X射线衍射（PXRD）、X射线光电子能谱（XPS）和高分辨透射电镜（HR-TEM）分析了纳米催化剂的晶体结构、化学状态及粒径。研究表明：相比纯相材料，Cu-Cu2O@C杂化材料展现出更强的电催化活性；而纯相Cu和Cu2O@C纳米颗粒对A3偶联反应具有更优催化性能。当杂化纳米颗粒中Cu2O比例较高时，其析氧/析氢反应表现出更强的电流响应（57.8 mA/cm2和-172 mA/cm2）。本研究揭示了Cu与Cu2O比例对制备地壳丰度高、成本低廉的纳米催化剂在电催化（OER/HER）及有机化学转化中的关键作用。

    关键词： 水分解、A3偶联反应、析氧反应、析氢反应、铜-氧化亚铜纳米颗粒、电催化剂

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 溶剂对Cu3SnS4溶剂热合成的影响：形貌与带隙依赖的电催化析氢反应及光催化染料降解

    摘要： 通过溶剂热法合成了具有多种形貌的Cu3SnS4（CTS）。研究了去离子水（CTS-DI）、N,N-二甲基甲酰胺（CTS-DMF）和聚乙二醇（CTS-PEG）等不同溶剂的影响。所有制备样品的XRD图谱均显示四方结构，并沿(112)方向呈现择优取向。研究发现溶剂对调控形貌和带隙起关键作用：CTS-DI、CTS-DMF和CTS-PEG分别形成不规则片状结构、介孔结构和羽毛状结构；对应带隙分别为1.33 eV、1.65 eV和1.19 eV。采用制备的CTS样品测试了电催化析氢反应和MB染料光催化降解性能。结果表明：作为电催化剂或光催化剂，具有介孔结构的CTS-DMF表现出更优催化活性——较低过电位、较小Tafel斜率（88 mV/dec）、酸性介质中高稳定性及增强的光催化活性，并提出了更符合实际的CTS-DMF光催化机理。

    关键词： 溶剂热法，Cu3SnS4，电催化剂，光催化剂

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 基于层状三元和四元过渡金属硫族化合物的水分解催化剂

    摘要： 水分解在电化学和光电化学能量转换器件中具有重要作用。通过析氢反应（HER）进行的电化学水分解是生产氢气（H2）的直接途径，这需要高效的电催化剂来降低能耗。最新研究进展催生了大量新型电催化剂，尤其是基于非贵金属的电催化剂。本综述全面介绍了三元和四元6d族过渡金属硫族化合物（TMCs）基电催化剂在水分解（特别是HER）领域的最新发展。详细讨论从二元到四元TMCs展开，包括表面工程、异质结构、硫族元素替代以及TMCs的分层结构设计。此外，重点探讨了这些电催化剂在未来研究中面临的挑战及提升其水分解性能的重要方向。

    关键词： 过渡金属、层状材料、层级结构、氢、异质结构、表面工程、电催化剂

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 铝和氮共掺杂石墨烯：一种用于氧还原反应的高活性且耐用的电催化剂

    摘要： 开发低成本、高活性且极其耐用的氧还原反应（ORR）电催化剂极具需求，但仍是一项重大挑战。过去十年间，过渡金属（如铁、钴、镍）与氮共掺杂的石墨烯材料作为最先进的非贵金属基高效ORR电催化剂备受关注，但仍存在活性与寿命欠佳等问题。本研究通过三(8-羟基喹啉)铝对氮掺杂石墨烯进行热退火处理，成功制备出主族金属铝与氮共掺杂石墨烯（ANG）。这种新型ANG电催化剂不仅展现出超越商用Pt/C的高催化活性，在三电极体系和锌空气电池中均具备优异的耐久性。理论计算表明，不均匀的电荷密度分布及铝氮相互作用是ORR活性显著提升的主要原因。该设计的ANG电催化剂将为储能领域提供应用前景，并推动主族元素基廉价、高活性且耐用电催化剂的进一步探索。

    关键词： 氮掺杂石墨烯，无贵金属，铝掺杂石墨烯，氧还原反应，电催化剂

    更新于2025-09-09 09:28:46