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oe1(光电查) - 科学论文

13 条数据
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  • 基于多孔WO3整体式结构的高效光电化学水分解光阳极

    摘要： 我们采用溶胶-凝胶法并以聚苯乙烯为模板，通过高温退火处理成功制备出低成本、高效率、结构坚固的多孔三氧化钨（WO3）光电化学（PEC）催化剂。扫描电子显微镜和BET比表面积分析结果表明，该WO3块体材料具有多孔结构和大比表面积，可提供大量光生电荷转移通道及更多表面PEC活性位点。与市售WO3相比，这种高孔隙率WO3 PEC催化剂展现出优异的水分解性能。特别地，在450°C氧气氛围中煅烧7小时的多孔WO3光阳极表现出最佳PEC性能：在AM 1.5G光照下，使用0.5M Na2SO4电解液时，相对于可逆氢电极1.23V电压处光电流密度达0.97 mA/cm2，且在420nm波长下入射光子-电流转换效率高达48.9%。这种优异的PEC性能源于WO3的高孔隙率，它能促进水分解过程中光生载流子的快速转移与分离。

    关键词： 水分解、多孔结构、能量转换、三氧化钨、光阳极

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 气泡辅助原位构建蠕虫状多孔g-C3N4及其优异的可见光光催化性能

    摘要： 无金属石墨相氮化碳（g-C3N4）在可见光照射下对污染物光降解表现出良好的光催化性能。开发一种简单的改性策略以提高g-C3N4的光催化活性一直是研究热点。本文报道了一种通过简便的十二烷基硫酸铵（ALS）气体气泡模板法制备的球形蠕虫状g-C3N4纳米结构。该策略采用ALS作为气体气泡模板剂，不仅赋予g-C3N4更大的比表面积、具有更多暴露光催化活性位点和反应物分子质量扩散的多孔结构，还扩展了光学吸收范围并抑制了光生载流子复合。结果表明，ALS介导的g-C3N4光催化剂在可见光照射下对罗丹明B（RhB）和苯酚的光降解展现出优异的光催化性能。此外，各种猝灭剂的实验表明，空穴（h+）和超氧阴离子（?O2-）自由基是改善RhB和苯酚光降解光催化性能的主要活性物种。本研究为开发高性能无金属光催化剂提供了简便方法，在环境修复领域具有重要应用潜力。

    关键词： 月桂基硫酸铵、g-C3N4、光催化活性、多孔结构、气体气泡

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 将原位过程监测数据与选区激光熔化Ti-6Al-4V多孔生物材料承载能力下降相关联

    摘要： 选择性激光熔化技术能够制造出具有优良生物特性的复杂多孔结构，这类结构被称为多孔生物材料。本文重点研究基于在线光电二极管的工艺监测系统对激光运行状态的监控效果，并分析其与最终零件力学性能的关联性。研究采用生产级Renishaw 500M设备，使用Ti-6Al-4V粉末原料制备多孔结构。加工过程中通过同轴工艺监测系统采集熔池与激光运行数据，采用先进扫描工艺使激光参数控制支柱尺寸。实验在结构特定层位分别降低33%、66%和100%的激光输入能量，通过计算机断层扫描与扫描电子显微镜表征受影响支柱，并利用准静态压缩测试测定结构力学性能。结果表明：随着输入能量降低及受影响层数增加，结构承载能力相应下降，强度显著降低的结构在压缩测试中还出现失效模式改变。将此类结构的加工数据与对照结构数据进行逐层对比计算，发现两组信号总偏差量与结构承载能力降低存在明确相关性，证实通过对比构建数据与基准数据集，可获得多孔结构完整性的重要信息。

    关键词： 多孔结构，选区激光熔化，过程监测

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于半监督深度学习的直接金属激光烧结过程中多孔结构可制造性评估框架

    摘要： 近年来，金属多孔结构因其设计自由度和实现多功能力学性能的能力，在多个工业领域受到关注。然而，由于几何结构复杂，即便采用直接金属激光烧结（DMLS）等现代增材制造技术，这类结构的加工仍具挑战性。评估金属多孔结构通过DMLS工艺的可制造性是一项艰巨任务——其几何特征复杂，且可制造性还取决于制造过程中各层累积变形量。现有增材制造设计（DFAM）方法虽基于历史成功打印案例提供设计准则，却难以有效预测金属多孔结构的可制造性。本文提出一种基于半监督深度学习的可制造性评估框架（SSDLMA），用于判断给定DMLS工艺能否成功制造特定金属多孔结构。为提升学习效率，我们采用简单高效的体素化方法将复杂多孔结构表征为三维二进制数组，并通过半监督学习方法仅利用少量实验数据训练深度学习分类器。通过实际实验并与现有DFAM方法及机器学习模型对比，验证了所提SSDLMA框架的优势。该框架能可靠地扩展应用于其他复杂几何结构（不仅限于多孔结构）的可制造性预测，即使训练数据量有限亦然。

    关键词： 增材制造设计、可制造性分析、直接金属激光烧结、半监督深度学习、多孔结构

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 多孔Ag/石墨相氮化碳等离激元复合物可见光光催化降解四环素：降解途径与机理

    摘要： 通过热剥离策略和光还原法成功合成了具有多孔结构的Ag/g-C3N4等离激元光催化剂（Ag/PCN）。得益于多孔结构与银纳米颗粒表面等离子体共振效应的协同优势，该催化剂对降解抗生素表现出优异的光催化性能。在最佳银负载量下，Ag/PCN-2催化剂在可见光照射下对四环素（TC）展现出最优催化活性，其光催化去除效率较纯g-C3N4提升约11.8倍。这一现象可归因于比表面积增大、可见光吸收范围拓宽及电荷分离效率提高。自由基猝灭实验证实h+和·O2-是TC降解过程中的主要活性物种。随着Ag/PCN-2催化剂用量增加，TC降解率提升，最佳催化剂浓度为1.67 g/L。选定的阴离子（Cl-、CO32-、H2PO4-）阻滞效应遵循H2PO4- > CO32- > Cl-的顺序。Ag/PCN-2样品经六次循环使用后仍保持高稳定性。此外，详细提出了TC的可能降解路径及Ag/PCN-2的光催化机理。

    关键词： g-C3N4、抗生素、降解途径、光催化、多孔结构、银

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [2018年IEEE电气工程与光子学国际会议（EExPolytech）- 俄罗斯圣彼得堡（2018.10.22-2018.10.23）] 2018年IEEE电气工程与光子学国际会议（EExPolytech）- 多孔硅作为纳米复合材料材料及其参数对银团簇形态的影响

    摘要： 以多孔硅/银复合材料为例，展示了通过改变多孔介质（多孔硅）参数来控制客体材料（银）形貌的能力。讨论了基于多孔材料制备复合材料时两个关键参数组的重要性。多孔硅通过电化学阳极蚀刻获得，银的引入采用阴极电化学沉积法。研究发现阳极氧化时间的延长会导致多孔硅润湿角显著变化，进而明显影响银团簇的形貌。文中探讨了银团簇在多孔硅表面的生长机制及其潜在应用领域。

    关键词： 多孔结构、表面特性、多孔硅复合材料、多孔硅/银复合材料、电化学沉积、表面功能性、银团簇

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 一种新型聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐/二硫化钼/聚(3,4-乙撑二氧噻吩)纳米复合材料设计，用于制备性能优异的织物微型超级电容器

    摘要： 具有机械柔性和优异储能能力的织物超级电容器在可穿戴智能电子领域展现出巨大应用潜力。一种新型三元复合电极及组装的全固态织物超级电容器有望实现优异的电化学性能。研究采用简便的气相聚合方法制备了三元聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐/二硫化钼/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合电极。通过将二硫化钼纳米晶粒引入导电聚合物基质，进一步促进了分级多孔结构的形成。得益于三组分材料间的协同效应以及强化电子/离子传输的多孔结构，所制备的杂化电极在0.1 mA/cm2电流密度下展现出51.01 mF/cm2的高面电容，并在5000次恒流充放电循环后保持93.6%的容量。此外，采用该电极组装的对称织物微型超级电容器在带状器件中进行了评估，其能量密度达0.2 μWh/cm2（1.81 mWh/cm3），功率密度为0.09 mW/cm2（0.82 W/cm3）。这些优异的柔性与电容性能表明其在便携式和可穿戴电子设备中具有重要应用前景。

    关键词： 协同效应、三元纳米复合材料、多孔结构、柔性微型超级电容器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过控制固定比例盐-金属原料选区激光熔化过程中的工艺参数生成梯度多孔结构

    摘要： 激光粉末床熔融制造工艺中盐溶解技术的应用，使得无需复杂设计算法即可构建复杂多孔结构。这简化了粉末床制造技术中多孔结构的制备流程，为优化结构的实现创造了新机遇。本研究提出一种新方法：通过调节单一原料的能量密度，实现对孔隙率（20%至49%）的三维精确控制。通过系统实验，评估了选择性激光熔融过程中材料对工艺参数变化的响应特性，并制备出具有不同密度与形貌的嵌套结构。研究建立了工艺参数与弹性模量、极限抗压强度的关联规律，采用简易组装算法生成了由局部特制多孔区域构成的复杂部件。

    关键词： 选择性激光熔化、梯度材料、机械性能、可控孔隙率、增材制造、多孔结构、多孔性

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 硅基多孔纳米材料的巨大潜力：在储能与传感器领域

    摘要： 硅纳米粒子（SiNPs）因其独特的特性——如大比表面积、生物相容性、稳定性以及优异的光学和电学性能，在多种应用中展现出广阔前景。其表面特性、光学性能及电学性质高度依赖于粒径大小、不同材料的掺杂等因素。硅纳米材料中的多孔结构不仅能提高比表面积、吸附能力和光致发光效率，还能形成大量空隙并具有高表面积体积比，从而增强吸附能力。本综述重点探讨多孔硅/介孔硅纳米粒子（pSiNPs/mSiNPs）在储能、传感器及生物科学领域应用的重要性。作为锂离子电池（LIBs）负极材料的硅在充放电过程中会发生巨大体积变化，导致开裂、电接触失效及固体电解质界面不稳定。为克服硅负极在LIBs中的挑战，具有不同结构及多种材料包覆的mSiNPs成为提升电化学性能的有力候选者?；诳傻餍巢ǔさ墓庋匦?，pSiNPs在生物传感器和气体传感器领域取得良好效果。而具有不同结构及修饰表面的mSiNPs在生物标志物检测、药物递送及癌症肿瘤诊断中发挥着重要作用。

    关键词： 锂离子电池、硅纳米材料、生物应用、多孔结构、核壳结构

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 以花瓣为生物模板合成的二维Co3O4纳米片作为光催化剂具有增强的光催化活性

    摘要： 以月季花瓣为生物模板制备了一种仿生Co3O4纳米片。采用紫外-可见漫反射光谱、氮气吸附、傅里叶变换红外光谱、热重-差示扫描量热分析、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和粉末X射线衍射对样品进行表征。结果表明，合成的Co3O4样品呈现出与原始花瓣相似的特殊二维纳米片形貌，厚度约100纳米。该样品的二维纳米片结构和多孔特性不仅增大了比表面积和光降解反应的活性位点，还促进了传质、光散射与捕获，并抑制了光生载流子复合。此外，与商用Co3O4相比，由于具有二维多孔纳米片结构和高比表面积（51.36 m2·g?1），所制备的Co3O4纳米片表现出更优异的光催化活性。

    关键词： 花瓣，生物模板，Co3O4纳米片，光催化，多孔结构

    更新于2025-09-09 09:28:46