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oe1(光电查) - 科学论文

62 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

  • 超细Cu2O/CuO纳米片阵列与NPC/BMG复合棒集成用于光催化降解

    摘要： 通过简单的两步合成策略（包括去合金化和阳极氧化），成功制备了一种具有多模态分级多孔结构的独立式Cu2O/CuO@纳米多孔铜/块体金属玻璃（Cu2O/CuO@NPC/BMG）复合棒。首先通过Cu50Zr45Al5 BMG棒的脱合金化制备NPC/BMG复合材料，随后对NPC/BMG棒进行阳极氧化并热处理，合成了超细Cu2O/CuO纳米片阵列。所得Cu2O/CuO@NPC/BMG复合材料具有包含微米、介观到宏观尺寸相互连通孔隙的多模态分级多孔结构。值得注意的是，复合材料表面存在若干未生长纳米片的"贫瘠区域"。进一步分析表明，基体材料的微观结构不仅主导Cu2O/CuO片层的尺寸，还影响其成核与生长过程。同时提出了Cu2O/CuO纳米片的可能形成机制。因此，得益于多模态分级多孔结构、整个NPC中分布的超细Cu2O/CuO纳米片以及集成设计策略，该复合棒对罗丹明B表现出显著优异的光催化降解性能和循环稳定性。

    关键词： 金属玻璃，脱合金，纳米多孔，阳极氧化，纳米片

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • C3N4-Ag-Ag2O异质结修饰碳纤维布作为高效滤膜状光催化剂的光响应可见-近红外光催化活性

    摘要： 经证实，C3N4修饰的碳纤维（CF）布可作为滤膜状光催化剂用于降解流动废水，但其仅能被可见光（λ < 450 nm）激发。为将光响应范围扩展至近红外区，本研究在CF布上设计制备了C3N4-Ag-Ag2O异质结。通过热缩聚法在CF布上生长出厚度20-30 nm的C3N4纳米片，再采用化学沉淀法在CF/C3N4布上沉积10-20 nm的Ag/Ag2O纳米颗粒。CF/C3N4/Ag/Ag2O布展现出优异柔韧性及宽波段可见-近红外光吸收特性（400-1400 nm），其吸收边（450 nm）显著宽于CF/C3N4。在808 nm或980 nm激光照射下，该材料分别在140分钟内对AO7和4-CP的去除率达到83%/41%和72%/38%，明显优于CF/Ag/Ag2O布（33%/13%和31%/10%）及CF/C3N4布（3%/1%和0%/1%）。值得注意的是，当CF/C3N4/Ag/Ag2O布作为滤膜处理流动废水（AO7浓度20 mg L-1，流速1.5 L h-1）时，经过8级反应器后AO7去除率高达97%。因此，该材料可作为具有近红外光响应的高效滤膜状光催化剂。

    关键词： CF/C3N4/Ag/Ag2O布、纳米片、光催化、纳米颗粒、可见-近红外

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于磺基水杨酸修饰的铽(III)掺杂氢氧化钇纳米片的发光传感薄膜

    摘要： 以磺基水杨酸（SSA）为插层剂和优良天线分子，合成了层状稀土氢氧化物（LRH）材料，并通过机械剥离直接获得SSA修饰的掺铽氧化钇氢氧化物纳米片。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜测定了LRH及纳米片的晶体结构与形貌，同时分析了所制纳米片的粒径与Zeta电位。所得纳米片展现出优异的发光性能。带正电的纳米片通过电泳沉积法负载于导电玻璃表面形成薄膜，该薄膜的发光可被铬酸根（CrO4^2-）和胆红素（BR）猝灭，显示出良好的传感特性?；诒∧さ墓馄子虢峁固卣?，探讨了CrO4^2-和BR对传感膜的猝灭机理。

    关键词： 铬酸盐（CrO4^2-）、薄膜传感器、纳米片、胆红素（BR）、稀土氢氧化物

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 离子液体介导的氧化锆前驱体纳米板形成及向单斜相ZrO?纳米结构的转化

    摘要： 采用[Zr(OH)5]–咪唑配合物合成了在强酸条件下水解形成的具有片状纳米结构氧化锆前驱体，通过粉末X射线衍射、热重-差示扫描量热法、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、元素分析、电感耦合等离子体质谱及电子微分系统进行表征。该氧化锆前驱体在400°C以上退火可转化为单斜相ZrO2。随着固化温度升高，倾向于形成多孔ZrO2纳米结构。

    关键词： 氧化锆前驱体，氧化锆，阴离子交换反应，纳米片，离子液体

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 镁修饰少层SnS?中增强的电荷转移及其优异的光催化降解与光电化学水分解性能

    摘要： 近期，二维无毒层状材料（如二硫化锡SnS2）因其丰富的可用性，在能源与环境领域的潜在应用引发了广泛关注。为此，我们通过简易一步水热法合成了少层Sn1?xMgxS2纳米片，以解决光催化与光电化学转化等综合功能需求。研究发现，加工后层状Sn1?xMgxS2的晶体有序度与结构对其理化性质具有显著影响。光学特性表明，SnS2中的镁掺杂通过吸收边红移增强了可见光吸收能力。光致发光光谱中可见光与红光区的发射峰证实了Sn1?xMgxS2中镁相关陷阱态的存在。随后，光电流与电化学阻抗谱结果显示，镁掺杂促进了有效电荷转移过程（有利于提升光催化活性）。因此，层状Sn0.98Mg0.02S2光阳极在模拟太阳辐射下的光电流密度达到未掺杂样品的1.7倍。此外，相较于原始SnS2纳米片，层状Sn0.98Mg0.02S2纳米片展现出更强的可见光有机染料分解能力，其反应速率常数较原始SnS2高出1.4倍。本研究结果充分展现了层状Sn0.98Mg0.02S2纳米片在未来多功能应用中的巨大潜力。

    关键词： 二硫化锡、镁、纳米片、光催化、少层结构、光电化学水分解

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 用于高效光电化学水分解的多层WO3纳米片：退火斜坡的作用

    摘要： 通过溶胶-凝胶法制备的WO3纳米颗粒水性悬浮液经喷涂工艺，在透明TCO基底上成功生长出多层WO3纳米方片薄膜。本研究评估了两种退火方案对不同厚度WO3光电极光电响应的影响。光电化学表征显示，慢速升温退火工艺使光电极在1.23 V（vs RHE）下获得1.6 mA·cm-2的增强光电流密度。对比相同膜厚的光电极，慢速升温退火产生的光电流密度比传统快速升温退火高出80%。退火升温速率对WO3光电极形貌及晶相结构的影响与光电流密度存在关联：慢速升温退火获得的薄膜具有更高孔隙率和更大尺寸的纳米方片结构。X射线衍射结构分析表明薄膜以单斜晶相生长，且呈现[002]择优取向——该取向通常与优异的光电流性能相关。采用Williamson-Hall分析法通过简单的X射线衍射宽化方法估算了晶粒尺寸和晶格微应变，定量建立了WO3晶格缺陷、晶间应变与性能的关联。该沉积方法为利用低成本简易工艺制备高效可扩展的WO3光电极用于光电化学水分解开辟了新途径。

    关键词： 退火斜坡、X射线峰展宽、三氧化钨、纳米片、光电化学电池、光电极

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 三合一氧空位：全可见光谱吸收、高效电荷分离与表面位点活化助力稳健的二氧化碳光还原

    摘要： 由于光催化剂存在光吸收能力差、电荷分离缓慢及表面活性位点效率低等问题，利用高效催化剂实现太阳能驱动惰性CO?转化为有用燃料面临巨大挑战。本研究报道了一种简便可控的原位还原策略，在钙钛矿相Sr?Bi?Nb?TiO??纳米片上构建表面氧空位（OVs）。我们首次通过助熔剂辅助的软化学方法制备了Sr?Bi?Nb?TiO??纳米片，其表面引入的氧空位不仅拓展了光响应范围，还显著促进了光生载流子的分离。此外，该催化剂表面CO?分子的吸附与活化能力大幅提升。在无任何助催化剂或牺牲剂的气-固反应体系中，富氧空位的Sr?Bi?Nb?TiO??纳米片展现出卓越的CO?光还原性能，CO生成速率达17.11 μmol g?1 h?1，约为块体材料的58倍，超过大多数已报道的先进光催化剂。本研究为提升光催化剂在太阳能转化与可再生能源生产中的综合性能提供了"三合一"集成解决方案。

    关键词： Sr2Bi2Nb2TiO12 纳米片，氧空位，电荷分离，光催化二氧化碳还原

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 原子级厚度的TiO?(B)纳米片负载超细Co?O?纳米晶作为高效锂氧电池催化剂

    摘要： 基于过渡金属氧化物（TMOs）开发高效催化剂对锂氧（Li-O2）电池至关重要，但仍是重大挑战。本研究通过设计复合结构并诱导氧空位，合成了原子级厚TiO2(B)纳米片负载超细Co3O4纳米晶的复合材料（Co3O4-TiO2(B)），并将其作为Li-O2电池正极催化剂。XPS表征表明，Co3O4纳米晶的引入通过复合催化剂的钴掺杂在TiO2(B)纳米片中诱导了大量氧空位。后续电化学实验显示，采用该复合催化剂的Li-O2电池表现出高比容量（11000 mAhg-1）和优异循环稳定性（限容1000mAhg-1下循环200次），且极化较低（前80次循环中放电中值电压高于2.7V、充电中值电压低于4.0V）。此外，我们提出了可能的工作机理以深入理解Co3O4-TiO2(B)催化剂的高性能表现。本研究也为通过二维（2D）与零维（0D）TMOs界面工程设计高效催化剂提供了新思路，可应用于Li-O2电池及其他催化相关领域。

    关键词： 类薄膜状Li2O2、氧空位、TiO2(B)纳米片、Co3O4纳米晶体、锂-氧电池

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 同时实现石墨相氮化碳（g-C3N4）的钾掺杂与剥离以增强光催化产氢性能

    摘要： 掺杂和剥离是提高块体石墨相氮化碳（g-C3N4）光催化活性的有效策略。因此可以推断，对g-C3N4进行元素掺杂与剥离的协同工程化处理将进一步提升其光催化性能。本研究展示了一种KOH辅助水热重构三聚氰胺的策略，实现了g-C3N4的钾掺杂与剥离同步进行。所制备的钾掺杂g-C3N4超薄纳米片在可见光照射下表现出显著增强的光催化产氢速率（HER），约为块体g-C3N4的13.1倍，在420 nm波长下实现了6.98%的表观量子效率。光催化HER性能的提升可归因于：高比表面积提供丰富的光催化活性位点、扩大的导带边缘优化了光还原电位，以及钾掺杂促进了电荷产生与分离并延长了光生载流子寿命。该工作为将共掺杂与剥离技术整合至新型g-C3N4基材料提供了可行途径。

    关键词： 石墨相氮化碳、剥离、光催化产氢、纳米片、钾掺杂

    更新于2025-09-23 15:21:21