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oe1(光电查) - 科学论文

136 条数据
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  • 通过阳极氧化法制备的Fe2O3纳米管上银的光化学沉积及其光电化学活性研究

    摘要： 通过一种简单、快速且高效的方法合成了新型银修饰氧化铁纳米管（Ag/FeNT）。首先采用电化学阳极氧化法在纯铁板上成功制备了氧化铁纳米管（FeNT），随后通过光沉积法在纳米管表面负载银。运用多种仪器技术对制备样品的形貌、结构及光学性能进行了表征，并研究了新型电极的光电化学水分解性能。与未修饰的FeNT相比，Ag/FeNT电极表现出更高的光电流密度和显著增强的光电化学活性起始电位。其中银修饰氧化铁纳米管样品（Ag/FeNT1）的光电流较纯氧化铁纳米管提升了近2.5倍。这种光电化学水分解活性的增强归因于：高效的电荷载流子分离、Ag纳米颗粒赋予氧化铁纳米管的可见光敏化作用以及导电性的提升。

    关键词： 水分解、银沉积、氧化铁纳米管、光电化学活性

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 纳米材料在水净化中的应用 || 基于石墨烯和氮化碳的功能性碳量子点光催化作用

    摘要： 由于化石燃料的快速消耗和环境污染，全球能源需求日益增长。这促使人们寻找能够借助可再生太阳能实现能量转换并消除环境污染物的材料，这是满足未来能源需求和消除环境污染的有效途径。在此背景下，半导体光催化剂在解决能源和环境问题方面具有巨大潜力。迄今为止，已探索了众多半导体材料，包括金属氧化物、硫属化合物、硼酸盐、钛酸盐、钨酸盐、钒酸盐、锆酸盐、氧卤化物以及金属基间隙化合物等。然而，这些材料大多存在合成工艺复杂、因带隙较宽导致光吸收范围有限、成本高以及毒性相关等问题。 过去十年间，碳基纳米材料在光催化领域受到关注。许多近期研究着重于无金属碳基光催化体系，用于降解有机污染物和通过水分解制氢。这些纳米材料的主要优势在于其组成元素（如碳、氮和氧）天然丰富，比金属基材料更具经济性。大多数已报道的碳基光催化剂具有可调的带隙能，从而拓宽了其光学吸收范围。通过改变合成条件和前驱体可调节带隙能，进而形成不同形貌的纳米材料。多数碳基纳米材料的制备过程比金属基材料更简单。

    关键词： 水分解、能量转换、半导体光催化剂、石墨烯、氮化碳、量子点、碳基纳米材料、氢气生产、太阳能、环境污染物、光催化作用

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 基于钛合金的纳米结构二氧化钛：合成与性能

    摘要： 二氧化钛（TiO?）因其在光催化、太阳能电池、锂离子电池电极及生物医学设备等领域的潜在应用价值，引发了科学界与技术界的广泛关注。这一现象在通过阳极氧化和离子注入法改性钛基合金时尤为显著。然而，太阳光吸收不足与空穴扩散受限等问题严重制约了TiO?的光催化性能。此外，钛基生物医学设备的生物相容性与耐腐蚀性尚需提升以实现更长使用寿命。本综述首先阐述阳极氧化制备的MO?材料，继而通过对比乙二醇、甘油、甲酰胺及水系电解质等多种电解液参数，评估阳极氧化过程中的关键因素。同时概述离子注入对钛基合金表面的影响。通过分析不同合成方法与纳米结构TiO?改性策略的作用效果，重点探讨了适宜原位掺杂比例与离子注入剂量的核心要素。最后就构建纳米结构TiO?的阳极氧化与离子注入技术进行展望，阐明当前挑战及未来研发的关键方向。

    关键词： 阳极氧化、水分解、生物相容性、二氧化钛基钛合金、离子注入

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 碳纳米管-二氧化钛纳米复合材料增强光催化活性用于二氧化碳还原与水分解的机理研究

    摘要： 利用二氧化钛（TiO?）及其改性材料进行光催化还原二氧化碳和制氢，是未来可预见时期内解决全球能源需求的有效途径。本研究通过简便的声热联合法结合水热处理，合成了一系列高效稳定的多壁碳纳米管（CNT）修饰TiO?纳米颗粒。与未改性的TiO?相比，所制备的CNT-TiO?光催化剂在UVA及可见光下对CO?还原表现出更优的光催化活性；且在常温和常压条件下通过可见光实现了水（H?O）分解。其中2.0CNT-TiO?在UVA照射下对CO?还原生成甲醇、氢气和甲酸的产率分别达到2360.0、3246.1和68.5 μmol g?1 h?1，其可见光下制甲醇性能进一步测试显示产率为1520.0 μmol g?1 h?1。在pH 2条件下，2.0CNT-TiO?通过可见光驱动水分解产氢的最高速率为69.41 μmol g?1 h?1。通过计算研究揭示了CNT-TiO?复合材料的初级光催化反应及其精细结构特征：CNT与TiO?纳米颗粒的结合优先发生在(101)晶面而非(001)晶面，这种相互作用在TiO?禁带中形成共有轨道，使得CNT-TiO?复合物可通过可见光激发实现TiO?与CNT间的电荷转移；而紫外光激发则可在任意方向（CNT→TiO?或TiO?→CNT）产生电荷转移，后者在牺牲电子供体TEOA存在时发挥作用。

    关键词： 光催化还原、二氧化碳还原、UVA光、水分解、可见光、CNT-TiO2纳米复合材料、氢气生产

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 用于高效水分解的分层PBA基衍生电催化剂的界面脚手架制备

    摘要： 高效且耐用的电催化剂开发对整体水分解至关重要。本研究首次展示了在多种二维或一维金属氢氧化物/氧化物上原位构建三维普鲁士蓝类似物（PBAs）支架以制备分级纳米结构的方法。典型方案是以氢氧化钴或氧化钴纳米阵列作为前驱体和结构导向模板，用于后续三维PBA纳米立方体的生长。机理研究表明，通过调节配位离子进行原位离子交换过程，可逆向控制界面支架形成。这种简便通用的策略成功拓展至多种基于PBAs的分级纳米结构制备，包括氢氧化钴氟化物、氢氧化铜、单/双金属镍钴氢氧化物、氧化钴及氧化锰纳米片等体系，兼具结构可定制性与化学多样性。更引人注目的是，经可控煅烧获得的金属氮化物衍生物因双金属本征活性优势与精密分级结构，在水分解中展现出低过电位的高效电催化活性，并保持1200小时卓越稳定性。该通用策略为基于PBAs的功能纳米材料理性设计提供了范式，在能量转换、存储及电催化领域极具应用前景。

    关键词： 析氧反应、水分解、普鲁士蓝类似物、电催化、析氢反应

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 通过顺序化学浴沉积法制备的负载银的二氧化钛纳米管阵列在水分解中的光电化学活性

    摘要： 我们报道了通过向TiO2纳米管中负载银纳米颗粒显著改善其光电化学（PEC）性能的研究。采用不同沉积循环次数的顺序化学浴沉积法（S-CBD）将银纳米颗粒负载于纳米管上。场发射扫描电子显微镜、X射线衍射和能量色散X射线分析（EDX）等多种表征手段均证实银纳米颗粒已沉积在TiO2纳米管内外表面。此外，通过线性扫描伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱对样品的PEC性能进行了研究。PEC分析明确显示，负载银的样品光电化学活性显著高于未处理的TiO2纳米管（约3倍）。这主要源于等离子体效应增强了光吸收，同时负载银的样品相比未处理纳米管具有更优的电子-空穴对分离与传输能力。所有结果表明，在裸TiO2纳米管上进行8次S-CBD银负载时获得了最高效率。

    关键词： 二氧化钛纳米管、顺序化学浴沉积、水分解、光电化学、银纳米颗粒

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 通过化学浴沉积及后续硫化法制备的Sb?O?/Sb?S?异质结复合薄膜光阳极

    摘要： 通过化学浴沉积和后续硫化法合成了新型可见光驱动的Sb2O3/Sb2S3光电极。在模拟太阳光下，该电极在1.23 V（vs. RHE）电位处实现了0.35 mA/cm2的光电流密度，而纯Sb2O3在相同条件下的光电流密度仅为0.008 mA/cm2。光电流密度的显著提升归因于Sb2S3复合带来的光吸收增强和电荷转移效率提高。这种Sb2O3/Sb2S3异质结策略在可见光驱动的光电化学水分解领域展现出应用潜力。

    关键词： 异质结、光电化学、Sb2O3/Sb2S3、可见光驱动、水分解

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 以草酸为牺牲供体的二氧化钛光电化学分析

    摘要： 光电化学（PEC）水分解是一种极具前景的绿色太阳能燃料生产方法。二氧化钛（TiO2）作为此类反应的光催化剂已被广泛应用。提升TiO2在PEC水分解中的性能研究持续进行，其中添加牺牲供体（尤其是来自废弃物的供体）是颇具吸引力的解决方案。草酸是有机废物流中可用作牺牲供体的成分之一。通过将TiO2浆料涂覆在氟掺杂氧化锡（FTO）玻璃表面制备了TiO2薄膜，该薄膜具有多孔粗糙的形貌、均匀的颗粒尺寸（约20纳米晶粒尺寸）及以锐钛矿相为主导的衍射峰。采用草酸作为牺牲供体，在两种不同电解质体系（蒸馏水和硫酸钠NA2SO4水溶液）中对TiO2光电极进行PEC测试以评估其光电活性。未添加草酸时产生的光电流远低于添加后的情况：NA2SO4水溶液与纯水电解质的饱和光电流分别为0.1 mA/cm2和可忽略值；而NA2SO4水溶液中添加草酸时光电流达0.5 mA/cm2，纯水中添加草酸时光电流达0.9 mA/cm2（较NA2SO4体系几乎翻倍，在纯水中则提升十倍）。TiO2光电极产生的最高光电流出现在纯水（H2O）电解质中添加草酸的情况。

    关键词： 光电化学电池，二氧化钛，供体，草酸，水分解

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 构建具有增强光电化学性能的Ti3+自掺杂TiO2/BCN异质结用于水分解

    摘要： 通过以NaBH4为还原剂的水热法构建了Ti3+自掺杂TiO2/BCN异质结（Ti3+-TiO2/BCN）。BCN纳米片作为良好载体抑制了Ti3+-TiO2纳米颗粒的团聚，从而降低了光生载流子的复合。由于引入Ti3+和氧空位（Ov），Ti3+-TiO2/BCN样品表现出增强的电子导电性和可见光区吸收能力。LSV、EIS、Bode图和M-S分析证实，所制备的Ti3+-TiO2/BCN样品具有优异的光电化学（PEC）性能。在可见光照射下，最优Ti3+自掺杂TiO2/BCN异质结样品在1.23 V（vs RHE）电位下产生约0.69 mA/cm2的光电流密度，是相同条件下BCN和TiO2/BCN的三倍以上。

    关键词： 水热法、光电化学性能、硼氢化钠、水分解、Ti3?自掺杂TiO?/BCN异质结

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 一种用于高效治疗缺氧肿瘤的双光子激发产氧纳米复合材料

    摘要： 本文报道了一种双光子激发的纳米复合FCRH材料，通过克服肿瘤缺氧来增强光动力治疗（PDT）。该材料通过钌(Ⅱ)配合物（Ru(bpy)3 2+）和含聚乙二醇臂的超支化共轭聚合物（HOP）修饰，首次实现了双光子辐照触发铁掺杂氮化碳（Fe-C3N4）的水分解介导产氧。在双光子激光照射下，Ru(bpy)3 2+被激活产生单线态氧（1O2），同时Fe-C3N4被触发进行水分解供氧。由于激发态Ru(bpy)3 2+向Fe-C3N4注入光生电子，显著加速了Fe-C3N4的产氧过程。通过增强渗透和滞留（EPR）效应富集纳米复合物后，FCRH被证实能缓解肿瘤缺氧，从而增强PDT的抗癌效果。此外，肿瘤代谢评估揭示了该纳米复合物降低肿瘤内缺氧的能力。我们的研究为改善缺氧肿瘤微环境及在双光子激发下加速1O2生成提供了新方案，在体内时空可控肿瘤治疗方面具有巨大潜力。

    关键词： 双光子、水分解、氧气生成、肿瘤缺氧、光动力治疗

    更新于2025-09-04 15:30:14