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oe1(光电查) - 科学论文

55 条数据
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  • 通过静电组装简易构建富缺陷二硫化铼/石墨相氮化碳异质结以实现快速电荷分离与光活性增强

    摘要： 石墨相氮化碳（CN）是目前研究最广泛的可见光光催化剂之一，但由于光生电荷快速复合导致其光活性较低，仍无法实际应用。本研究首次通过静电组装方法，将二维半导体ReS?与CN构建异质结以加速电荷分离。富含缺陷的ReS?与CN之间的静电作用和配位相互作用使其紧密接触形成异质结。由于富含缺陷的ReS?具有强光吸收能力，ReS?/CN异质结不仅比CN产生反应活性氧物种的速度更快，还能增强可见光及近红外光吸收，从而表现出更优异的污染物降解光催化性能。该异质结中反应活性氧物种生成速率的提升源于电荷分离加速——特别是界面电场和价带顶能级差的协同作用促进了空穴从CN向ReS?的快速转移。本研究为提升光活性提供了新型CN基异质结，并阐明了静电吸引在构建异质结中的重要意义。

    关键词： 静电相互作用、光催化、二硫化铼、石墨相氮化碳、电荷分离

    更新于2025-11-21 11:03:13

  • 氨基硼酸功能化的石墨相氮化碳量子点作为光致发光多化学传感探针

    摘要： 本文报道了一种基于氨基苯硼酸功能化氮化碳量子点（g-CNQDs/3APBA）的高灵敏度光致发光葡萄糖传感器，该材料通过三聚氰胺和3-氨基苯硼酸经简便的两步合成法制备而成。通过在g-CNQDs与硼酸基团间引入共价键，其可有效作为"开-关-开"型多化学传感器使用。该g-CNQDs/3APBA展现出高达78.5%的量子产率（QYs），是目前报道的基于g-CNQDs的荧光传感器中最高值。该材料具有0-10 mM的宽线性范围和低至42 nM的检测限，且选择性优异。此外，在实际血液检测中其性能与商用血糖仪相当。凭借出色的生物成像特性和低细胞毒性，g-CNQDs/3APBA有望成为生物医学和临床应用中的理想传感材料。

    关键词： 量子点、葡萄糖传感器、多化学传感器、荧光、石墨相氮化碳、3-氨基苯硼酸

    更新于2025-11-20 15:33:11

  • 激光诱导合成的有机-无机杂化复合层及其光催化性能

    摘要： 开发了一种基于激光的方法，用于合成并同步沉积由纳米实体、氧化石墨烯（GO）薄片、过渡金属氧化物纳米颗粒、尿素和石墨相氮化碳（g-C3N4）组成的多组分混合薄膜，应用于环境领域。通过甲基橙有机染料探针分子的降解测试了这些薄膜的光催化性能。进一步证明，所合成的混合化合物适用于光降解氯霉素——一种广泛使用的广谱抗生素，对革兰氏阳性菌和阴性菌均有活性。但氯霉素释放到水介质中会构成严重的环境危害，尤其因其会导致抗生素耐药菌的形成。研究结果表明，有机尿素分子可作为贵金属助催化剂的替代品，促进催化复合体系中光生载流子的分离与转移。激光辐射诱导GO薄片还原并形成类石墨烯材料。在同一合成过程中，通过尿素的激光热解无需额外热处理即可生成g-C3N4。这些薄膜展现出高光催化活性，是废水有机污染物光降解的极具前景的材料。

    关键词： 过渡金属氧化物纳米颗粒、尿素、光催化性能、有机-无机杂化复合层、氧化石墨烯、石墨相氮化碳、甲基橙、激光合成、氯霉素

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 原位合成Nb2O5/g-C3N4异质结构作为太阳能驱动分子氢析出高效光催化剂

    摘要： 本研究聚焦于合成具有匹配能带位置和适宜比表面积的异质结构，以实现高效光催化分子氢（H2）制备。特别地，采用水热法合成了具有合适能带位置和高比表面积的三维Nb2O5/g-C3N4异质结构。低载流子复合率的Nb2O5与高可见光吸收的g-C3N4组合，在多种空穴捕获剂（三乙醇胺(TEOA)和甲醇）存在下模拟太阳光照射时展现出显著光催化活性。系统研究了该新材料的以下方面：不同Nb2O5与g-C3N4摩尔比对异质结构性能的影响、所用空穴捕获剂的作用、以及影响能带排列的助催化剂和载流子密度效应。与纯Nb2O5和g-C3N4相比，光生电子-空穴对的分离/转移效率显著提高，其中10 wt% g-C3N4/Nb2O5体系获得最高110 mmol/g·h的分子H2产率（对比g-C3N4的33.46 mmol/g·h和Nb2O5的41.20 mmol/g·h）。这种增强的光催化活性归因于充分的界面相互作用，通过直接Z型机制促进Nb2O5/g-C3N4界面快速光生电子-空穴对。

    关键词： Z型机制、析氢反应、水热合成、石墨相氮化碳、光催化、异质结构、五氧化二铌

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 乙炔黑量子点作为少层g-C3N4/MoS2纳米片结构的桥梁：0D-2D异质结作为高效可见光驱动光催化剂

    摘要： 过去几年基于光催化理论研究已取得重大进展。然而，要推广光催化材料的应用仍有很长的路要走。本文介绍了一种具有更高光催化降解效率的简易合成0D-2D（D：维度）异质材料。我们通过简单的水热合成和超声化学负载法，构建以乙炔黑（AB）为桥梁连接石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米层与二维MoS2夹心结构。在二维g-C3N4/(x%)MoS2上负载1% AB不仅能加速电荷转移，还可减少电子-空穴复合，从而提升单位时间光催化效率。研究表明，三元g-C3N4/AB/3.1%MoS2催化材料在130分钟内对甲基蓝的降解率可达94.29%，明显高于纯g-C3N4（80%）或MoS2（51.74%）。本工作实现的三元异质催化剂通过材料间特性互补，拓展了光催化性能并加速污染物降解，为环保提供了可行方案。

    关键词： 石墨相氮化碳，三元光催化剂，光催化降解，量子点/氮化碳/二硫化钼

    更新于2025-11-14 15:32:45

  • CuO与g-C3N4的杂化复合材料作为光活性催化剂：一种高效的醇氧化方法

    摘要： 开发了一种以g-C3N4@CuO为光活性非均相催化剂的醇类氧化转化制备相应羰基化合物的环保方法。通过SEM-EDX、TEM、BET比表面积测试、粉末XRD、FTIR、光致发光和紫外-可见光谱对催化剂进行了表征。研究发现，在室温水介质中以过氧化叔丁醇（TBHP）为氧化剂并辅以可见光照射时，该催化剂能高效地将伯醇和仲醇转化为醛和酮，产率优异。通过简单离心即可分离反应混合物中的催化剂，且可重复使用五次而活性无明显下降。

    关键词： 纳米复合材料、醇氧化、氧化铜、光催化剂、石墨相氮化碳

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 氮化碳催化六价铬还原与磺胺异噁唑降解的机理研究：光辅助过程中的阴阳平衡

    摘要： 作为性能优异的聚合物催化剂，石墨相氮化碳（g-C3N4）在环境修复领域展现出巨大应用潜力。然而污染物还原或氧化过程中光辅助催化机制仍难以辨析，相关研究尚不充分。本研究系统考察了g-C3N4在添加甲酸（FA）或过二硫酸钾（PS）条件下对六价铬（Cr(VI)）的可见光还原及对磺胺异噁唑（SIZ）的氧化作用，探究了g-C3N4投加量、FA浓度、Cr(VI)浓度、溶液pH值及PS浓度等操作参数的影响。结果表明g-C3N4可作为高效稳定的催化剂同时驱动环境修复中的还原（阴）与氧化（阳）反应。通过电子自旋共振（ESR）光谱分析揭示：在g-C3N4/FA/可见光体系中CO2??是Cr(VI)还原的主要活性自由基，而在g-C3N4/PS/可见光体系中SO4??与?OH共同主导SIZ的氧化过程。g-C3N4产生的光生载流子作为自由基引发剂，负责水溶液中活性自由基物种的生成。该研究不仅为半导体聚合物去除微量污染物提供了新思路，还将拓展聚合物光催化剂在环境修复中的应用范围。

    关键词： 微污染物、磺胺异噁唑、六价铬、作用机制、石墨相氮化碳

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 碳氧双掺杂石墨相氮化碳可见光催化矿化双酚A

    摘要： 采用柠檬酸和尿素为前驱体，通过简易热聚合法合成了具有可控电子能带结构的碳氧共掺杂石墨相氮化碳（MACN）。其中C、O原子取代了石墨相氮化碳（CN）中sp2杂化的N原子。当合成过程中柠檬酸与尿素重量比为1%时（记作1MACN），该材料凭借最优能带结构可在150分钟内降解15 ppm双酚A（BPA），矿化率达到52%。1MACN优异的光催化性能主要源于其电子能带结构与光学特性：一方面，碳原子引入后形成的离域大π键有利于电子转移；另一方面，由于相邻高电负性氧原子（3.44）取代氮原子（2.55）导致C原子周围存在正电荷密度，赋予了MACN催化剂高活性。该研究将有助于进一步提升可见光光催化降解及矿化双酚A的性能。

    关键词： BPA矿化、碳氧双掺杂、可见光光催化、石墨相氮化碳

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • g-C3N4/N掺杂CeO2复合材料的合成及其光催化降解除草剂研究

    摘要： 在光催化领域，由于Ce3+和Ce4+多价态产生的氧空位，表面工程化的CeO2可能具有重要价值。本研究报道了一种在L-精氨酸存在下通过简便方法合成的g-C3N4/CeO2复合材料的催化性能。通过XRD、紫外-可见光谱、物理吸附等多种表征技术分析了g-C3N4/CeO2材料的理化性质，并将其与光催化活性相关联。合成复合材料的观测带隙位于可见光区（约2.8 eV），小于典型二氧化铈但高于剥离态g-C3N4的带隙。此外，XPS分析证实了CeO2中的N掺杂现象。据推测该合成方法促进了N掺杂，进而对降低g-C3N4/CeO2复合材料的带隙起关键作用。最后通过除草剂敌草隆的光降解实验评估了该复合材料的光催化活性，研究显示该催化剂具有良好性能。

    关键词： 石墨相氮化碳，光催化，N掺杂，除草剂，CeO2

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 可见光照射下钠掺杂石墨相氮化碳纳米片对燃料的光催化氧化脱硫脱氮

    摘要： 基于钠掺杂g-C3N4纳米片催化剂，开发了一种在可见光下实现燃料高效光催化氧化脱氮脱硫的系统。该工艺采用分子氧作为氧化剂替代昂贵的过氧化氢，适用于吡啶和噻吩等小分子的去除。通过以氯化钠为钠源的简易混合煅烧路径制得钠掺杂g-C3N4纳米片。对比原始g-C3N4，系统表征了光催化剂的结构、光物理及化学特性，证实钠以均匀化学态成功掺杂于g-C3N4晶格中。适量钠掺杂形成高度分散的多孔纳米片结构，进一步提升了表面能并降低电子-空穴对复合率。钠掺杂g-C3N4在光催化氧化脱氮和脱硫过程中均表现出增强性能，最佳催化剂因钠掺杂带来的结构与光化学性质改善，对吡啶和噻吩实现了显著去除效率?；硌芯勘砻鳎嚎昭ㄊ峭训蚜虻闹饕钚晕镏?，而电子与氧气结合产生的超氧自由基具有促进作用。

    关键词： 吡啶、钠掺杂、石墨相氮化碳、噻吩、光催化氧化

    更新于2025-09-23 15:23:52