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缺陷型ZnS纳米颗粒原位锚定在氮掺杂碳上作为优异的氧还原反应催化剂
摘要： 缺陷工程已被用于开发低成本且高效的催化剂以促进氧还原反应。然而，以金属阳离子空位作为氧还原反应活性位点的催化剂开发仍显不足。本研究采用一步法在900°C下制备了氮掺杂碳负载的ZnS纳米颗粒作为氧还原反应催化剂。高分辨率透射电镜图像显示这些催化剂中存在明显的ZnS纳米颗粒缺陷。该制备方法促进了催化剂合成，所得产物在碱性介质中展现出优异的电催化性能：相较于20 wt% Pt/C，其具有更低的起始电位、更低的半波电位、四电子转移过程及更优的耐久性。更重要的是，密度泛函理论计算表明，所制备催化剂中利用Zn空位作为活性位点时，从*OO生成OOH*的反应能垒更低，从而更有利于氧还原反应。因此，这种含Zn空位的新型催化剂可作为潜在电催化剂，在燃料电池领域有望替代铂基催化剂。
关键词： 密度泛函理论计算，氧还原反应，锌空位，电催化剂，缺陷硫化锌纳米颗粒
更新于2025-11-14 17:03:37
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(Co, Al)共掺杂ZnO纳米颗粒的合成、结构及光学性能
摘要： 我们采用化学共沉淀法，在室温下以聚乙二醇（PEG）为稳定剂，成功制备了（钴、铝）共掺杂氧化锌纳米结构。通过保持铝含量恒定为5摩尔百分比，同时将钴浓度从1至5摩尔百分比变化，制备了不同浓度的样品。制备完成后，所有样品均经过XRD、SEM（配备EDS）、TEM、PL和UV-VIS-NIR等表征测试。XRD图谱显示所有样品均具有六方纤锌矿晶体结构，未出现与铝或钴相关的杂相，表明掺杂元素成功溶入晶格。TEM结果揭示了颗粒的精确尺寸并与XRD数据相互印证。所有样品的SEM图像显示颗粒呈近球形，EDS光谱证实钴和铝已掺入基质晶格。PL光谱显示所有样品均含有两个位于420纳米和446纳米处的显著峰。UV-VIS-NIR光谱在550至700纳米波长范围内呈现三个吸收峰，这些峰被归属为钴离子的典型d-d跃迁。
关键词： 紫外-可见-近红外，锌空位，氧空位，局域跃迁和聚乙二醇。
更新于2025-09-10 09:29:36
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ZnS/BiOBr/氧化石墨烯三元复合材料的可见光催化活性增强
摘要： 本文通过溶剂热法成功合成了一种具有锌空位的简易高效三元复合光催化剂ZnS/BiOBr/氧化石墨烯（ZnS/BiOBr/GO）。该光催化剂在可见光照射下对有机污染物表现出优异的光催化性能。通过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）、紫外-可见漫反射光谱（DRS）和光致发光光谱（PL）对其进行了表征。实验结果表明，100 mg ZnS与6 mg GO共掺杂BiOBr的复合物（100ZBG-6）展现出最高的光催化活性，在可见光照射下对罗丹明B（RhB）的降解效率达到86.6%，分别是纯ZnS和BiOBr的28.7倍和6.1倍。这表明ZnS/BiOBr/GO复合材料在降解有机污染物方面具有巨大应用潜力。本文阐述了通过构建ZnS锌空位及引入GO修饰BiOBr来增强光吸收和光催化活性的机制。
关键词： 锌空位，ZnS/BiOBr/氧化石墨烯，有机污染物，光催化活性，可见光
更新于2025-09-09 09:28:46