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利用光声光谱法对水悬浮液中二氧化钛(IV)颗粒电子积累的Operando分析
摘要： 采用光声（PA）光谱研究了二氧化钛（TiO?）水悬浮液的光吸收过程。当不存在电子受体但存在电子给体时，紫外（UV）照射使PA强度增强——这是由于TiO?颗粒中电子积累生成三价钛（Ti3?）物种，导致悬浮液光吸收能力提升。相反，加入亚甲基蓝（MB）作为电子受体后PA强度降低，表明积累的电子通过将MB还原为无色白亚甲基蓝而被消耗。对不同TiO?颗粒的测试结果表明，该方法可测定Ti3?密度。此外，该测量技术适用于光催化反应中积累电子的定量原位分析。
关键词： 光声光谱法、光催化反应、Ti3?密度、电子积累、二氧化钛（IV）
更新于2025-09-23 15:19:57
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聚合物太阳能电池本征光降解及其机理：非富勒烯受体的关键作用
摘要： 近年来，基于非富勒烯受体(NFAs)的聚合物太阳能电池(PSCs)性能显著提升，但此类器件的稳定性仍不足以满足实际应用需求。本研究探究了NFAs对PSC长期稳定性的影响，发现高性能PBDB-T:ITIC太阳能电池在1倍太阳光照射测试中表现出远低于PTB7:PC71BM器件的稳定性——与初始性能相比，PTB7:PCBM基太阳能电池在4000小时内性能保持率超过60%，而PBDB-T:ITIC基器件在1000小时后性能衰减至五分之一。研究表明，ITIC基PSCs光稳定性差的原因在于ZnO/活性层界面处的ITIC易发生光催化分解反应；这种不稳定性源于ITIC的乙烯基化学活性高于有机活性材料中稳定的芳香单元。ITIC的分解导致邻近ZnO的活性材料电子传输性能退化，进而引发严重的老化衰减，使光照条件下的填充因子(FF)和开路电压(VOC)持续降低。因此，开发由化学稳定结构单元构成的本征稳定有机材料，对实现高效稳定的PSCs至关重要。
关键词： 聚合物太阳能电池、光催化反应、非富勒烯受体、光稳定性、ITIC
更新于2025-09-11 14:15:04
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具有氧空位重构的杂多酸/二氧化钛类芬顿光催化剂用于增强协同降解
摘要： 氧空位调控已成为提升多相催化剂性能的常用策略。迄今为止，氧空位重排对类芬顿反应效率的影响仍鲜为人知。本文通过将含铁多金属氧酸盐与缺陷重排TiO?耦合，构建了缺陷型类芬顿光催化剂。实验表征表明，缺陷重排促进了电子从TiO?向多金属氧酸盐分子的界面转移。具有重排缺陷的类芬顿光催化剂对有毒染料和5-磺基水杨酸的协同降解活性分别是原始TiO?的5倍和3.5倍。这种增强归因于氧空位调控在激活氧气和H?O?分子生成?O??与?OH自由基方面的积极作用。本研究为开发高效环境修复用类芬顿光催化剂提供了新思路。
关键词： 光催化反应，多金属氧酸盐，类芬顿反应，二氧化钛，氧空位重排
更新于2025-09-10 09:29:36
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用于监测液相（光）催化反应中气相产物的原位FTIR反应器
摘要： 液相中的各种催化和光催化反应会产生气体产物。因此，对这些产物的识别与定量分析至关重要，对某些反应甚至不可或缺。本文设计了一种新型原位FTIR反应器，用于分析溶液（光）催化反应的气相顶空。该装置可在实际反应条件下实时识别并定量检测液相反应的气体产物。我们采用三种被广泛研究的典型液相光催化模型反应（即：i)甲酸分解、ii)亚甲基蓝氧化、iii)二氧化碳还原）对该反应器进行了测试，并通过反应结束后采用气相色谱分析顶空组分验证了结果的准确性。该新型反应器实现了（光）催化剂活性的在线监测，有助于确保催化剂稳定性及研究反应过程中选择性的演变。FTIR技术的无损特性使其能与其他技术联用获取互补数据。该反应器装置操作简便、便于运输且效率极高，特别适合开展快速/初步研究。
关键词： 气相产物，光催化反应，液相，实时分析，FTIR反应器
更新于2025-09-10 09:29:36
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二氧化钛和氧化锌水悬浮液在太阳光照射下对维生素B12的光催化脱色作用
摘要： 在水合钴胺素水溶液的光解和光催化剂处理中，采用二氧化钛和氧化锌悬浮体系。在自然风化条件下、太阳辐射存在时应用的非均相光催化过程显示出良好的降解能力。使用太阳辐射时，当采用ZnO约10分钟即可完全脱色，而使用TiO2则需45分钟。但在相同温度下施加人工紫外光时，使用ZnO照射20分钟可实现钴胺素完全脱色，使用TiO2则需60分钟。结果表明，钴胺素光催化脱色程度明显受催化剂质量、催化剂类型及H2O2添加量等不同参数影响。
关键词： 二氧化钛，氧化锌，钴胺素，太阳能，光催化反应，脱色效率
更新于2025-09-09 09:28:46
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二维梯形动力学模拟对光催化氧化速率的Langmuir-Hinshelwood及光强依赖性分析
摘要： 尽管光催化反应备受关注，但光强与反应物浓度的依赖关系尚未得到明确同步表述。既往研究对基于电子-空穴对浓度的传统分析所得二次方程进行了修正。本报告采用二维阶梯动力学模型进行数值模拟，无需引入电子-空穴浓度。我们将基本过程（i）光吸收、（ii）还原、（iii）氧化和（iv）复合视为粉末颗粒带电状态（以正负电荷数表征）间的跃迁。通过不同速率常数的二维阶梯数值模拟发现：氧化速率的光强(I)依赖性可通过将本征量子产率平方项纳入经典二次方程的平方根部分完整表达。仅当常规光强下还原速率远小于复合速率时，反应速率才会呈现r∝I1/2的平方根依赖关系。由此获得的二维阶梯模拟方程可转化为含两个参数（rL和KL分别代表本征氧化速率与反应物吸附平衡常数）的Langmuir-Hinshelwood动力学方程，其中KL的光强依赖性通过给吸附与解吸速率常数各添加一个I2比例项来体现。将所提方程与苯酚及4-氯苯酚分解率的实验数据集拟合后，根据所得参数值估算的·O2?生成速率与实测值相符。因此，本分析方法能简明有效地阐明反应物浓度与光强对光催化氧化速率的影响规律。
关键词： 反应物浓度、光催化反应、光照强度、Langmuir?Hinshelwood动力学、二维梯级动力学
更新于2025-09-04 15:30:14