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以β-In2S3量子点为可见光光催化剂实现偶氮染料中萘磺酸基团缺陷辅助对称断裂
摘要： 用于合成偶氮染料颜料、橡胶加工化学品和药品的萘磺酸是一种会污染水体的致癌物质。本研究报道了可见光驱动下甲基橙染料中萘磺酸基团的对称裂解及其转化为中间化合物的过程。这些中间产物进一步降解为二氧化碳、硝酸盐、硫酸盐、水和氯等无机离子。采用β-In2S3量子点作为光催化剂，在可见光照射下实现了染料的完全降解。在均匀沉淀过程中，β-In2S3量子点（约9纳米）自组装形成具有高比表面积的微花结构（约50纳米）。这些量子点展现出尺寸依赖性的F2g、Eg和Ag1拉曼活性模态，其峰值分别位于~150 cm?1（In-In伸缩模态）、219 cm?1（In-S弯曲模态）和300 cm?1，对应立方相β-In2S3的振动模式。立方相β-In2S3量子点在可见光照射下具有光活性并能释放强氧化性OH·自由基。它们在紫外区（~380 nm）呈现强带间发射，并在电磁波谱的蓝光（~484 nm）、绿光（~580 nm）和红光（~600 nm）区域表现出宽频带缺陷发射。通过调节样品中In/S比例，可控制这些源于硫空位、铟间隙和氧掺杂的缺陷能带发射强度。这些缺陷增强了可见光吸收系数并提升了立方相β-In2S3量子点的光催化效率。因此，采用低In/S比例（1:1）、低用量20毫克且最短照射时间30分钟的立方β-In2S3量子点，实现了偶氮染料的缺陷辅助完全（100%）光降解。该光催化剂在30分钟可见光照射下可重复使用4次。立方β-In2S3量子点-微花结构是一种高效环保的光催化剂，即使在极低浓度下，通过直接日照30分钟也能消除染料污染水体的毒性。
关键词： 硫化铟，缺陷发射，光催化，水处理
更新于2025-11-19 16:56:42
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退火ZnO微米棒中缺陷相关可见发光增强的起源
摘要： 我们报道了对氧化锌微米棒发光特性的深度分析。研究发现缺陷发射与带间发射存在显著关联。这些氧化锌微米棒采用低温化学浴沉积法（CBD）生长，呈现出具有不同分支数量的完美六方晶面结构。拉曼研究表明，这些微米棒含有源自化学浴沉积前驱体溶液的羟基锌（OH）和氨基（NH）缺陷。通过热退火处理可消除这些缺陷，扫描电子显微镜和X射线衍射证实这导致微米棒内部发生再结晶并在表面形成结构缺陷。更重要的是，热退火过程中NH缺陷的分解使氧化锌微米棒产生了氮掺杂效应。这些结构变化与氮掺杂共同导致光致发光（PL）光谱发生显著改变：自由激子紫外发射（Y带）和可见光（白光）发射强度均明显增强。对紫外与可见光发射的深度低温PL研究表明，结构缺陷束缚激子紫外发射（Y带）与深能级施主（可见光）发射之间存在强相互作用，这揭示了复杂的发光机制——高温退火后Y带态与缺陷态之间高效的非辐射能量转移，最终增强了氧化锌微米棒的可见光发射。
关键词： 氮掺杂、化学浴沉积、光致发光、氧化锌微棒、热退火、缺陷发射
更新于2025-09-16 10:30:52