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oe1(光电查) - 科学论文

22 条数据
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  • 用于高效制氢的超小无重金属胶体纳米片

    摘要： 金属硫属化合物半导体纳米片具有宽吸收光谱以及随厚度变化的独特光学与电学特性，因而可作为多种光电器件的构建单元。由于现有合成方法的固有局限，无重金属超小尺寸纳米片的直接合成仍具挑战性。本研究报道了一种高效的模板辅助阳离子交换法，成功制备出近红外区具有光学活性的无重金属金属硫属化合物纳米片。横向尺寸为6-10纳米的SnSe纳米片展现出20%的量子产率，将其作为光电化学（PEC）制氢系统中的光吸收材料时，在相同测试条件下实现了7.4 mA/cm2的饱和光电流密度——该数值创下了采用无重金属胶体量子点或纳米片PEC器件的最高纪录。结果表明，准零维SnSe纳米片作为高效光吸收材料，在新兴光电子技术领域具有重要应用潜力。

    关键词： 纳米片、阳离子交换、光电子技术、硒化锡、氢气生成

    更新于2025-11-19 16:51:07

  • 通过双功能TiO2介质改善Pt/CdS光催化剂产H2性能以实现高效电子转移和空穴阻挡

    摘要： 采用贵金属助催化剂进行表面修饰被证实是提升各类光催化剂光催化效率的有效途径。然而，考虑到金属助催化剂在光催化剂表面的随机分散，负载贵金属的光催化剂通常表现出有限活性增强——因为贵金属本身也可能成为光生电荷的复合位点。本文成功将具有双重功能（高效电子传输与空穴阻隔）的TiO?引入Pt与CdS界面，构建了Pt-TiO?/CdS光催化剂，旨在抑制Pt活性位点上高电子-空穴对复合率。在可见光照射下，所有制备的Pt-TiO?/CdS均显示出显著增强的光催化产氢性能，其中Pt-TiO?/CdS(8%)获得最高光催化产H?速率（294.2 μmol/h），该数值较Pt/CdS提高约3.2倍。研究提出"TiO?双功能介导机制"解释其优异产氢性能：Pt-TiO?/CdS中的TiO?层不仅作为电子传输层有效传递光生电子以促进Pt助催化剂上的产H?反应，同时充当空穴阻隔层防止光生电荷在Pt活性位点的复合，从而显著提升最终产氢活性。

    关键词： 光催化、铂、氢气生成、硫化镉、二氧化钛

    更新于2025-11-14 15:27:09

  • 可见光活性CZTS敏化的CdS/TiO2串联光阳极用于高效光电化学制氢

    摘要： 在氟掺杂氧化锡（FTO）基底上制备了一种由硫化铜锌锡（CZTS）纳米颗粒层覆盖CdS/TiO?异质结构薄膜组成的串联式光阳极，用于光电化学制氢。通过化学浴沉积法在旋涂的TiO?薄膜上沉积CdS薄膜，随后采用喷涂技术沉积CZTS纳米颗粒层，最终形成CZTS/CdS/TiO?/FTO光阳极。该CZTS纳米颗粒层在CdS/TiO?薄膜上的包覆形成了具有不同能级位置的串联结构，不仅增强了可见光区域的光吸收，还促进了光生载流子的高效分离。与TiO?/FTO光阳极相比，CZTS/CdS/TiO?/FTO光阳极的光电化学活性显著提升（达39倍），这归因于3.2 eV至1.7 eV的级联带隙以及界面处异质结的形成。电化学阻抗谱（EIS）测试证实了CZTS/CdS/TiO?/FTO光阳极电荷传输性能的提升，其电荷转移电阻最低（Rct=302 Ω/cm2），显著优于CdS/TiO?（Rct=615 Ω/cm2）和TiO?（Rct=1700 Ω/cm2）光阳极。研究还提出了该串联式CZTS/CdS/TiO?/FTO光阳极光电化学性能增强的作用机制。

    关键词： 电化学阻抗谱、水热法、光电化学法、氢气生成、铜锌锡硫纳米颗粒

    更新于2025-10-22 19:40:53

  • 掺杂钆的氧化铈纳米颗粒的电子结构与室温铁磁性及其在光催化水分解制氢中的应用

    摘要： 实验证实了钆掺杂二氧化铈纳米颗粒（NPs）具有增强的可见光光催化活性，而关于稀土掺杂机理的研究报道极少。采用共沉淀法合成了纯相和钆掺杂的CeO2 NPs，并通过X射线衍射（XRD）、吸收光谱、表面增强拉曼光谱（SERS）、X射线光电子能谱（XPS）和超导量子干涉仪（SQUID）进行表征。结合缺陷与氧空位生成机制，探讨了钆掺杂对CeO2性能的影响。XRD证实Gd3+取代Ce3+/Ce4+位点时保持了晶体结构不变。透射电镜（TEM）图像显示平均粒径为5-7纳米。Ce 3d、O 1s和Gd 4d的XPS谱表明当Ce4+转变为Ce3+时，通过形成氧空位维持电荷中性。随着钆浓度增加，产氢量呈现渐进式提升。观测结果与表征数据高度吻合，并基于分析提出了水分解反应机理。吸收光谱揭示样品的光学带隙（2.5-2.7 eV），显示带隙收窄使纳米颗?；竦美硐氲墓馕仗匦杂牍饣钚?。

    关键词： 水分解、氢气生成、表面增强拉曼散射、X射线光电子能谱

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过液相剥离g-C3N4纳米片构建二维-二维MoS2/g-C3N4光催化剂以增强光催化产氢活性

    摘要： 尽管石墨相氮化碳（g-C3N4）是太阳能制氢领域颇具吸引力的光催化剂，但通过"绿色"简便方法制备g-C3N4纳米片以及构建高效g-C3N4基光催化剂仍面临挑战。本研究采用简单的探针超声辅助液相剥离法制备g-C3N4纳米片，进而构建二维-二维MoS2/g-C3N4光催化剂用于光催化产氢。当MoS2含量为0.75%时，该二维-二维MoS2/g-C3N4光催化剂在420 nm单色光照射下展现出1155 μmol·h-1·g-1的最高产氢速率及6.8%的表观量子效率，显著优于优化后的零维-二维Pt/g-C3N4光催化剂。其优异的产氢活性源于大比表面积及MoS2与g-C3N4纳米片间形成的二维界面。光致发光猝灭和瞬态荧光衰减研究表明，该二维界面能加速光生电荷转移，从而提升光催化产氢性能。本研究通过构建二维纳米结促进光生电荷分离与转移，为开发高效g-C3N4基产氢光催化剂提供了新策略。

    关键词： 氢气生成，二硫化钼，石墨相氮化碳，光催化，二维光催化剂

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于模糊逻辑MPPT的PV/FC系统节能压缩机分析

    摘要： 本文研究了一种混合光伏（PV）/燃料电池（FC）发电系统，其中电解过程产生的氢气用于后续燃料电池运行。提出一种基于感应电机的新型压缩机来提升氢气压力，从而改善燃料电池系统性能。为所研究的光伏系统设计了一套基于模糊逻辑的最大功率点跟踪（MPPT）系统。最后采用协调控制方案，通过整合两种电源来控制向负载供电。完整模型在MATLAB/Simulink环境中实现，并通过大量仿真研究验证了所建模型的有效性。结果表明该系统在不同工况下均表现出令人满意的性能。

    关键词： 电解槽系统、协调控制、基于模糊逻辑的最大功率点跟踪、氢气生成、太阳能光伏系统

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 无贵金属MOF衍生中空CdS/TiO?负载NiS助催化剂实现高效光催化产氢

    摘要： 采用金属有机框架（MOF）为模板，通过简便的水解结合硫化工艺制备了无贵金属中空NiS/CdS/TiO?（NS/CT）纳米杂化光催化剂。通过SEM、TEM、XRD、XPS、紫外-可见光谱和光电化学技术对所得复合材料进行了表征。研究发现，与TiO?、CdS/TiO?甚至铂修饰的CdS/TiO?光催化剂相比，具有多孔中空结构的NS/CT复合材料在可见光照射下从水中析氢的光催化效率显著提高。值得注意的是，当CdS含量为30%、NiS含量为0.3%时，NS/CT复合材料表现出最高的光活性，H?产率达2149.15 μmol·g?1·h?1，分别是纯CdS颗粒和CdS/TiO?纳米复合材料的23.9倍和2.3倍。该复合材料的优越性源于异质结快速电荷分离的协同效应以及加速表面氧化还原反应的NiS助催化剂作用。

    关键词： NiS助催化剂，氢气生成，CdS/h-TiO2，异质结，光催化。

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 调控聚合物氮化碳晶界化学性质以增强太阳能制氢与二氧化碳还原性能

    摘要： 光催化水分解是一种以可持续方式模拟植物光合作用的极具前景的清洁技术。提高相关波长范围内的量子效率和光学吸收率无疑是迈向实际应用的关键步骤。本研究报道，采用氮含量更高的单体——5-氨基四唑合成氮化碳时，这些问题可得到有效解决。通过使用NaCl/KCl熔盐混合物作为高温溶剂来调控晶界结构和化学性质，在K2HPO4双电层修饰剂存在下，可获得0.65的可见光产氢量子效率。考虑到该数值综合了光生电荷耦合转化、电荷定位以及成功氧化还原反应等多重因素，这一数值已相当可观。

    关键词： 晶界，盐熔体，光催化，氢气生成，聚合物氮化碳

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 掺杂CdTe的柔性TiO2包覆纳米纤维素膜作为光电池电极

    摘要： 将量子点（QDs）掺入多孔基质中推动了新型光学器件的发展。本研究以细菌纳米纤维素（BNC）膜为载体，测试了掺杂CdTe敏化TiO?的光电电极在制氢光电解池中的性能。通过将BNC膜浸入谷胱甘肽包覆的CdTe水溶液（CdTe–GSH），再沉积薄层TiO?制得柔性膜。红外光谱证实CdTe–GSH成功掺入BNC膜，荧光光谱显示其发光强度随CdTe–GSH溶液浸泡时间延长而增强。场发射扫描电镜（FEG-SEM）图像表明5纳米级CdTe/QDs均匀分散于纤维素纳米纤维上。以BNC/CdTe–GSH膜作为光电电极时，光电解池在400-800纳米波长范围内呈现显著光电流，证实其作为柔性电极、传感器及光伏系统的应用潜力。

    关键词： 光电化学电池、量子点、细菌纳米纤维素、水分解、氢气生成

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 室温合成CdS/SrTiO3纳米点-纳米立方体复合物用于高效光催化水分解制氢

    摘要： 无需排放污染物的自发太阳能驱动水分解制氢是一种理想的制氢方法。然而，由于光催化剂存在光吸收能力差和电荷复合超快的问题，其效率远未达到实际应用要求。为解决这些问题，本研究采用一种新颖但简单的化学浴沉积（CBD）法，在室温（约25°C）下构建了CdS/SrTiO3纳米点-纳米立方体结构。所合成的纳米杂化材料不仅将光吸收范围从紫外（UV）拓展至可见光区，还因明确的异质结构形成显著抑制了电荷复合。结果表明，CdS/SrTiO3展现出优异的光催化性能，产氢速率达1322 μmol g?1 h?1，分别是原始CdS和SrTiO3的2.8倍和12.2倍。该工作为异质结构构建提供了通用方法，受此启发，未来有望开发出更高效率的制氢光催化剂。

    关键词： 纳米异质结构、氢气生成、室温、CdS/SrTiO3、光催化剂

    更新于2025-09-23 15:21:21