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oe1(光电查) - 科学论文

9 条数据
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  • rGO修饰的TiO?纳米复合材料对腐殖酸吸附与光催化降解的协同效应及动力学研究

    摘要： 采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，并通过一步水热法合成还原氧化石墨烯（rGO）-二氧化钛（TiO?）纳米复合材料。系统研究了该复合材料对腐殖酸去除过程中吸附与光催化性能的协同效应。X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）及拉曼/红外光谱分析表明：水热合成过程中氧化石墨烯被部分还原为rGO，且锐钛矿型TiO?纳米颗粒均匀生长于rGO表面?？杉庹丈湎虏墓馍缱?空穴在rGO-TiO?表面实现高效分离。由于表面官能团的吸附协同作用与优异的光催化导电性，该复合材料展现出更高的光催化活性。通过考察rGO-TiO?投加量、光照强度及体系温度对腐殖酸去除的影响发现：随着体系温度和光照强度提升，腐殖酸去除率提高。当rGO-TiO?投加量为1.2 g/L、体系温度303 K、光照强度4.37 W·m?2、pH=7时，可见光照射下腐殖酸去除效率达88.7%。

    关键词： 协同效应、还原氧化石墨烯（rGO）、腐殖酸、二氧化钛（TiO?）、吸附与光催化

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 理论驱动的具有连续可调带隙材料异质结光催化剂设计

    摘要： 目前光催化剂中热载流子的利用效率受限于其快速复合。异质结界面通过有效促进热电子与空穴的空间分离来降低复合速率。本研究基于连续可调带隙材料建立了异质结光催化剂设计原则，通过第一性原理计算进行验证，并以ZnxCd1-xS-还原氧化石墨烯（RGO）异质结作为概念验证光催化剂，通过直接测量其光催化活性予以证实。通过调节Zn/Cd比例和/或RGO的还原程度，可形成三类异质结，并通过改变其带隙及能带边缘位置产生不同的导带与价带偏移量。界面处高效电子-空穴分离的调控表现为计算光学吸收谱与实验结果的一致性，以及ZnxCd1-xS-RGO异质结光催化活性的增强。该结果也能合理解释现有RGO基复合材料的实验现象。通过界面能带排列工程，该设计原则可广泛应用于开发其他异质结材料，涵盖从光催化剂、太阳能电池到功能电子器件等领域。

    关键词： 带隙、光催化活性、还原氧化石墨烯（RGO）、异质结、ZnxCd1-xS、光催化剂、第一性原理计算

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 关于还原氧化石墨烯（rGO）功能化作为染料敏化太阳能电池（DSSC）对电极的初步研究结果

    摘要： 为降低染料敏化太阳能电池（DSSC）的制造成本并替代铂（Pt）基对电极（CE），我们采用改良Hummer法结合微波辐照技术，从市售石墨棒合成了还原氧化石墨烯（rGO）粉末。通过将rGO溶于含乙基纤维素（ES）的溶剂中，经两步退火工艺将其附着于FTO表面。采用旋涂技术制备了不同厚度的rGO薄膜（分别为1层rGO（A1）、5层rGO（A2）、10层rGO（A3）和15层rGO（A4））并进行退火处理，以Pt为对电极的参比电池记为A5。四探针法测得的薄膜电阻及电导率计算表明：随着rGO层数增加，电导率递减（A1至A4依次为0.58、0.42、0.07和0.03 S/cm）。光伏测试显示，采用rGO作为CE催化剂可将电池效率从3.82%（A5）提升至4.52%（A1）。当rGO层厚度从A1（2.1 μm）增至A2（10.5 μm）时，效率进一步提高至5.89%；但继续增加至A3（21 μm）和A4（31.5 μm）时，转换效率分别降至2.57%和0.33%。其中10.5 μm厚度的A2电池获得最高转换效率。需进一步研究CE厚度与电导率对DSSC内部参数的影响，以深入理解该现象。

    关键词： 还原氧化石墨烯（rGO）、导电性、光伏测量、染料敏化太阳能电池（DSSC）、对电极

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 还原氧化石墨烯修饰的红外响应光催化剂β-NaYF4:Yb3+, Er3+@BiOCl-rGO的光催化性能与载流子迁移研究

    摘要： 为进一步提升BiOCl的光催化性能，采用简便的水热还原反应合成了还原氧化石墨烯（rGO）修饰的三元复合光催化剂β-NaYF4:Yb3+, Er3+@BiOCl-rGO（NYF–Bi-rGO）。水热法制备的rGO展现出良好导电性。此外，NYF-Bi-rGO的比表面积是NYF的20倍，这一特性对污染物吸附极为有利。同时，rGO构建的三元光催化体系增强了NYF-Bi在可见光区的吸收强度，并引起整个吸收截面的红移。特别值得注意的是，载流子迁移分析表明，rGO的引入促进了BiOCl光生电子-空穴对的分离，抑制其复合，从而提高了三元光催化剂NYF-Bi-rGO的光催化效率。

    关键词： 光催化降解、表征、BiOCl纳米片、还原氧化石墨烯(rGO)

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • CZTS-还原氧化石墨烯复合材料的结构与光学研究及其在光伏器件中的应用

    摘要： 基于(Cu2ZnSnS4)CZTS的太阳能电池未能实现目标光电转换效率，原因在于光生载流子生成不足或电子-空穴对向电极末端传输受阻，这导致器件开路电压(Voc)和短路电流密度(Jsc)降低。为此，将半导体吸收材料与高迁移率的还原氧化石墨烯(rGO)作为填料复合，在活性层内形成桥梁网络，既可促进载流子分离，又能在复合前将载流子传输至电极。本文报道了一种用于光伏器件的CZTS纳米颗粒锚定rGO复合材料的简易溶液浇铸制备方法。通过XRD、拉曼、SEM和紫外-可见光谱分析证实了CZTS纳米颗粒在rGO片层表面的存在与分布。

    关键词： 拉曼光谱、X射线衍射（XRD）、铜锌锡硫（CZTS）、还原氧化石墨烯（rGO）、扫描电子显微镜（SEM）、光伏器件

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 低光照强度下AZO光阳极与rGO/Pt对电极构成的染料敏化太阳能电池光伏特性

    摘要： 本研究采用还原氧化石墨烯（rGO）修饰铂（Pt）对电极以提高光转换效率，同时使用铝掺杂氧化锌（AZO）纳米片/TiO?光阳极构建染料敏化太阳能电池（DSSC）。通过光伏特性测试、电化学阻抗谱（EIS）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和拉曼光谱分析DSSC性能。研究对比了不同光照强度下的光伏特性以确定最佳光照条件，发现经rGO修饰的对电极（因其具有更高比表面积）使光伏转换效率（η）从未修饰Pt对电极的3.60%提升至4.04%，且其低成本特性适合规模化生产。此外，制备的AZO纳米片/TiO?双层结构光阳极使转换效率达到4.47%。最终构建的AZO/TiO?光阳极与rGO/Pt对电极组合DSSC实现了5.05%的转换效率。研究还分析了不同光照强度下的光伏参数，显示在30mW/cm2条件下可获得最优转换效率5.54%。

    关键词： 光伏转换效率、低光照强度、掺铝氧化锌（AZO）、水热合成法、染料敏化太阳能电池（DSSC）、还原氧化石墨烯（rGO）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 通过在Spiro-OMeTAD层中引入石墨烯来改进和稳定钙钛矿太阳能电池：抑制锂离子迁移并提高电荷提取效率

    摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSCs）在功率转换效率（PCE）方面取得了巨大成功，但仍存在因钙钛矿材料固有吸湿性导致的长期稳定性问题。2,2',7,7'-四(N,N-二对甲氧基苯胺)-9,9'-螺二芴（Spiro-OMeTAD）被广泛用作典型PSCs的空穴传输层（HTL），同时双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐（Li-TFSI）作为添加剂被证明对提升Spiro-OMeTAD HTL的空穴迁移率具有必要性。然而，Li+离子会带来强吸湿性和水分吸收效应，这既加剧了Spiro-OMeTAD HTL的降解，也导致钙钛矿层的劣化。本研究通过在Li-TFSI基Spiro-OMeTAD HTL中添加还原氧化石墨烯（rGO）进行改性。实验证实rGO为Li+离子提供了吸附位点并抑制其迁移，从而缓解了Li+离子引发的水分吸收效应，并消除了因Li+离子迁移导致的HTL针孔缺陷。因此，含rGO的HTL显著提升了器件稳定性——在40%湿度条件下经过700小时仍保持初始PCE值3%以内的衰减，而原始器件在620小时后几乎完全丧失效率。此外，rGO的良好导电性促进了Spiro-OMeTAD中的空穴传输，使HTL掺杂rGO后PCE从17.7%提升至19.3%。本研究揭示了rGO在HTL中的作用机制，为同步提升PSCs效率和稳定性提供了有效途径。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、锂离子、水分稳定性、还原氧化石墨烯(rGO)、电荷提取、离子迁移

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 石墨烯手册 || 基于等离子体电化学光谱技术对氧化石墨烯C/O比值的定量实时评估及分步脱氧控制

    摘要： 氧化石墨烯（GO）由碳和氧官能团组成。因其氧官能团易于加工用于多种应用，该材料已成为研究热点。目前亟需一种新技术，通过将GO还原为还原氧化石墨烯（rGO）片层，实现表面氧含量的梯度调控，并以低成本获得高质量碳基复合材料。本章介绍采用循环伏安电化学（EC）技术还原GO的新方法，并证实表面等离子体共振（SPR）技术能同步检测金属表面附近介电材料的折射率变化与表面等离子体波（SPWs）对GO还原过程的监测。理解GO表面含氧官能团的原子构建机制至关重要，这将有助于实现其大规模制备并应用于生物传感器与光电子领域。未来基于rGO薄膜复合材料的研究方向包括：提升电极稳定性、改善载流子迁移率、调控介电层及其光学带隙特性、增强结合相互作用以提高薄膜生物传感器灵敏度，以及调节表面等离子体共振能量。

    关键词： 循环伏安法（CV）、还原氧化石墨烯（rGO）、氧化石墨烯（GO）、电化学表面等离子体共振（EC-SPR）

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • TiO<sub>2</sub>-rGO异质结对纤维状染料敏化太阳能电池电子收集效率及机械性能的影响

    摘要： 研究表明，在氧化物基光阳极中引入石墨烯材料可显著提升光电化学器件的性能。本工作将还原氧化石墨烯（rGO）掺入基于P25-TiO?纳米颗粒（NP）的光阳极用于纤维状染料敏化太阳能电池（FDSSCs）。结果显示rGO纳米片在P25纳米颗粒层中均匀分散。正如预期，rGO的引入使FDSSCs的短路电流密度从8.344 mA cm?2提升至12.935 mA cm?2，开路电压从0.775 V提升至0.798 V，功率转换效率（PCE）相应从3.940%提高到5.364%。这种PCE的大幅提升可能源于两方面：通过rGO改善的电子传输特性，以及通过rGO-TiO?异质结增强的光生空穴-电子对分离。此外，rGO的引入还赋予FDSSCs良好的机械性能，这对未来智能可穿戴电子器件应用至关重要?；诜治?，我们提出了可能的rGO/多纳米颗粒耦合增强机制。

    关键词： 纤维状、异质结、染料敏化太阳能电池、二氧化钛、还原氧化石墨烯（rGO）

    更新于2025-09-04 15:30:14