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具有碳空位的石墨相氮化碳用于双酚A的光催化降解
摘要： 光催化技术被广泛用于去除水中难降解有机污染物，但由于光生电子与空穴的快速复合导致效率较低。本研究通过简便的两步煅烧法制备了碳空位修饰的g-C3N4（VC-C3N4），并首次将其应用于双酚A（BPA）的光催化去除。与原始g-C3N4相比，VC-C3N4对BPA的光催化降解活性显著提高，其降解动力学常数（k）是原始g-C3N4的1.65倍。VC-C3N4增强的光催化性能归因于碳空位的关键作用：一方面，碳空位作为光生电子的储存库抑制光生电子-空穴对的复合；另一方面，碳空位作为转化中心将捕获的光生电子转移至吸附的O2以产生大量超氧自由基（?O2-），该自由基在光催化降解过程中起主导作用。
关键词： ?O2?活性氧物种、双酚A、碳空位、g-C3N4、光催化降解
更新于2025-09-23 15:23:52
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4H-SiC中碳空位的受主能级：拉普拉斯深能级瞬态谱与密度泛函建模的结合
摘要： 我们提供了直接证据表明，在常规深能级瞬态谱中常见于原始样品及高浓度辐射损伤4H-SiC中的宽Z1/2峰包含两个组分——Z1和Z2，其电子发射激活能分别为0.59 eV和0.67 eV。我们将这些组分归因于六方/伪立方位点碳空位（V_C）缺陷负U有序受主能级的Z?1/2 + e? → Z?1/2 → Z?1/2 + 2e?跃迁序列。通过采用低温短填充脉冲，我们成功表征了两种亚晶格位点上V_C的第一个受主能级。分别测得Z1(?/0)和Z2(?/0)跃迁的电子发射激活能为0.48 eV和0.41 eV。基于陷阱填充动力学和俘获势垒计算，我们研究了从中性态到双负电荷态Z1和Z2的两步跃迁过程。通过分析发射与俘获数据，推导出两种晶格位点上V_C的第一和第二受主能级位置以及(?/0)占据能级。
关键词： 密度泛函理论、受主能级、深能级瞬态谱、负U有序化、碳空位、4H-SiC
更新于2025-09-23 15:23:52
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瓜状聚合物基质中的碳空位促进光催化二氧化碳转化
摘要： 将二氧化碳光催化转化为燃料和化学品是一项前景广阔但极具挑战性的技术。该反应的瓶颈在于线性二氧化碳分子的化学惰性导致其活化困难。本研究提出通过缺陷工程策略，在瓜环聚合物（MP）基质中植入碳空位（CVs）来构建二氧化碳活化位点。正电子湮没光谱证实了碳空位在MP骨架中的位置与密度。瞬态光谱与密度泛函理论（DFT）研究表明，这些碳空位不仅能作为二氧化碳活化的活性位点，还可稳定COOH*中间体，从而显著提升反应动力学性能。改性后的MP-TAP-CVs材料展现出比原始MP高45倍的二氧化碳转化为一氧化碳的活性，在420纳米波长下表观量子效率达到4.8%，超过大多数可见光驱动的异相二氧化碳还原体系。这项研究为设计高效二氧化碳转化聚合物半导体材料提供了新思路。
关键词： 氮化碳，光催化，二氧化碳还原，碳空位
更新于2025-09-23 15:21:01
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瓜状聚合物基质中的碳空位促进光催化二氧化碳转化
摘要： 将二氧化碳光催化转化为燃料和化学品是一项前景广阔但极具挑战性的技术。该反应的瓶颈在于线性二氧化碳分子的化学惰性导致其活化困难。本研究提出通过缺陷工程方法，在瓜环聚合物（MP）基质中植入碳空位（CVs）来构建二氧化碳活化位点。正电子湮没光谱证实了碳空位在MP骨架中的位置与密度。瞬态光谱与密度泛函理论（DFT）研究表明，这些碳空位不仅能作为二氧化碳活化的活性位点，还可稳定COOH*中间体，从而显著提升反应动力学性能。改性后的MP-TAP-CVs材料展现出比原始MP高45倍的二氧化碳制一氧化碳活性，在420纳米波长下表观量子效率达到4.8%，超过大多数可见光驱动的二氧化碳异相还原体系。本研究为设计高效二氧化碳转化聚合物半导体材料提供了新思路。
关键词： 氮化碳，光催化，二氧化碳还原，碳空位
更新于2025-09-10 09:29:36