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关于提高钒酸铋类光催化剂载流子分离效率的研究进展
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作者 罗双梅 《当代化工研究》 CAS 2023年第16期61-63,共3页
钒酸铋(BiVO_(4))因具有合适的物化性质,如较强的可见光吸收能力、性质稳定、无毒等,让光催化研究者对其产生了极大兴趣,但钒酸铋在光催化过程中光载流子易复合,因此致使其光催化效率低。为了解决钒酸铋光载流子易复合这一难题,光催化... 钒酸铋(BiVO_(4))因具有合适的物化性质,如较强的可见光吸收能力、性质稳定、无毒等,让光催化研究者对其产生了极大兴趣,但钒酸铋在光催化过程中光载流子易复合,因此致使其光催化效率低。为了解决钒酸铋光载流子易复合这一难题,光催化研究者采取了多种策略。本文总结了现如今提高钒酸铋光载流子分离率的策略以及效果,综合分析了钒酸铋的发展前景。 展开更多
关键词 钒酸铋 载流子分离 光催化
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物相调控对铌酸钠纳米棒压电-弱可见光协同催化的优化作用 被引量:1
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作者 刘洋 张淑乐 +4 位作者 李欣玥 刘嫣然 卢佳杉 卢相扬 许柘宓 《聊城大学学报(自然科学版)》 2024年第3期34-41,共8页
半导体材料能够吸收光能产生电子空穴对,利用光催化实现环境废物降解,然而其催化效率受环境光条件和天气等因素严重制约。因此,有必要研发能够利用环境中的水波能和光能协同作用的催化剂,以有效提升水相环境的污染物降解效率。无铅钙钛... 半导体材料能够吸收光能产生电子空穴对,利用光催化实现环境废物降解,然而其催化效率受环境光条件和天气等因素严重制约。因此,有必要研发能够利用环境中的水波能和光能协同作用的催化剂,以有效提升水相环境的污染物降解效率。无铅钙钛矿结构的铌酸钠具有适宜的能隙和压电性能,因此具备实现光-压电协同催化的潜力。通过水热法合成并调控了铌酸钠纳米棒的物相结构,探究了其对光-压电协同催化中的性能增强机制。虽然两种物相的铌酸钠光催化效率差异较小,但相较NaNbO_(3),Na_(7)(H_(3)O)Nb_(6)O_(19)14(H_(2)O)表现出更高的压电性能,因此在压电光催化过程中能够更好地促进光生电子空穴对的分离,从而大幅提升了水中四环素的降解效率。进一步对材料物相调控方法、催化机理等开展研究,揭示了空穴和羟基自由基在催化过程中起到关键作用,研究结果能够为高效光-压电协同催化剂的设计、开发和优化提供参考。 展开更多
关键词 铌酸钠 压电-光催化 载流子分离 压电效应
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前驱体法制备BCN及其光催化还原CO_(2)性能
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作者 卜学琳 曾祥会 +6 位作者 陈辉 方伟 杜星 王大珩 何漩 李薇馨 赵雷 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期7031-7037,7059,共8页
以乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺为氮源,以硼酸为硼源制备不同前驱体,通过高温氨解直接合成硼碳氮(BCN-x,分别记为BCN-EDA,BCN-DETA和BCN-TETA)。利用XRD、SEM、TEM、XPS、UV-Vis和PL对其组成、形貌和光学性能进行表征。并在无牺牲剂... 以乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺为氮源,以硼酸为硼源制备不同前驱体,通过高温氨解直接合成硼碳氮(BCN-x,分别记为BCN-EDA,BCN-DETA和BCN-TETA)。利用XRD、SEM、TEM、XPS、UV-Vis和PL对其组成、形貌和光学性能进行表征。并在无牺牲剂和助催化剂的条件下,对BCN-x样品的光催化还原CO_(2)性能进行了评估。结果表明,所制备的样品均为片状结构,且BCN-EDA具有较高的结晶度、较好的光生载流子分离效率。所制备的BCN-x可以在350~780 nm可见光照射下将CO_(2)还原为CO和CH_(4),且BCN-EDA表现出最佳的光催化CO_(2)还原性能,CO产量为32.20μmol/g,且在20 h内能保持相当的光催化稳定性。 展开更多
关键词 硼碳氮 光催化CO_(2)还原 光生载流子分离 光催化稳定性
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Cd空位缺陷的CdS光催化降解罗丹明B
4
作者 吴用 姚庆 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4347-4354,共8页
为提高CdS光催化降解性能,通过水热法合成了具有Cd空位缺陷的Cd_(1-x)S,并将其应用于光催化降解罗丹明B(RhB).结果表明,可见光照射下反应40min后,Cd_(1-x)S对RhB的光降解率达到98.1%,降解速率常数k=0.08649min^(-1),光催化活性远高于CdS... 为提高CdS光催化降解性能,通过水热法合成了具有Cd空位缺陷的Cd_(1-x)S,并将其应用于光催化降解罗丹明B(RhB).结果表明,可见光照射下反应40min后,Cd_(1-x)S对RhB的光降解率达到98.1%,降解速率常数k=0.08649min^(-1),光催化活性远高于CdS.自由基淬灭实验结果表明,·O_(2)-为Cd_(1-x)S光催化降解RhB的主要活性物种.UV-vis、XPS、EPR表征结果表明,Cd空位的引入拓宽了Cd_(1-x)S的带隙宽度,抑制了可见光的吸收,证明了Cd_(1-x)S活性的提升并非源于能带结构的改变.密度泛函理论计算结合PL表征表明,Cd空位的引入导致了CdS局域电子密度不对称,促进空穴传输和载流子分离,从而显著提高了Cd_(1-x)S的光催化活性. 展开更多
关键词 Cd空位 CDS 载流子分离 光催化降解 罗丹明B
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CQDs/C_(3)N_(5)复合催化剂光催化氧化去除NO
5
作者 叶杞宏 黄汉源 杨婧羚 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期859-867,共9页
以碳量子点(CQDs)和C_(3)N_(5)为原料,采用浸渍法制备了CQDs/C_(3)N_(5)复合光催化剂,采用多种手段进行了表征,并考察了CQDs/C_(3)N_(5)对NO的光催化氧化效果及其反应机理。表征结果显示:CQDs纳米颗粒均匀分散在C_(3)N_(5)的表面,且未... 以碳量子点(CQDs)和C_(3)N_(5)为原料,采用浸渍法制备了CQDs/C_(3)N_(5)复合光催化剂,采用多种手段进行了表征,并考察了CQDs/C_(3)N_(5)对NO的光催化氧化效果及其反应机理。表征结果显示:CQDs纳米颗粒均匀分散在C_(3)N_(5)的表面,且未出现团聚;与C_(3)N_(5)相比,CQDs/C_(3)N_(5)的带隙结构发生了变化,表现出更强的光响应能力和更高的载流子利用效率。在质量空速(WHSV)为1.2×10^(6)mL/(g·h)、光反应时间为30 min的条件下,经CQDs-8/C_(3)N_(5)(CQDs与C_(3)N_(5)的质量比为8%)光催化氧化处理后,NO去除率为77.9%;CQDs-8/C_(3)N_(5)具有良好的耐湿性、重复使用性和运行稳定性;CQDs-8/C_(3)N_(5)光催化氧化NO的主要活性物种为·O_(2)^(-)、·OH、光生电子和空穴。反应机理为:在光照条件下,CQDs/C_(3)N_(5)被激发产生电子和空穴;电子转移至导带与O_(2)分子结合产生·O_(2)^(-),或还原NO_(2)为NO_(2)^(-);空穴转移至价带,促进·OH的产生,进而将NO氧化为NO_(2);NO和NO_(2)^(-)与·O_(2)^(-)反应产生NO_(3)^(-)。 展开更多
关键词 C_(3)N_(5) 碳量子点 光催化 NO 载流子分离
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压电效应增强BaTiO_(3)@TiO_(2)光催化析氢性能研究
6
作者 李明通 周建华 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第4期790-796,共7页
光催化产氢受到催化剂光吸收范围窄和催化剂活性低等技术瓶颈的制约。采用简单水热法合成了光催化压电复合材料BaTiO_(3)@TiO_(2)纳米花。通过XRD、SEM、TEM等测试手段对产物结构、形貌进行了表征,并以搅拌作为外在压力,深入研究了不同... 光催化产氢受到催化剂光吸收范围窄和催化剂活性低等技术瓶颈的制约。采用简单水热法合成了光催化压电复合材料BaTiO_(3)@TiO_(2)纳米花。通过XRD、SEM、TEM等测试手段对产物结构、形貌进行了表征,并以搅拌作为外在压力,深入研究了不同搅拌转速对复合材料光催化析氢性能的影响。实验结果表明,TiO_(2)在BaTiO_(3)纳米球表面被紧密修饰,建立了紧密接触的Ⅱ型能带结构。BaTiO_(3)@TiO_(2)-1.2在搅拌转速为900 r·min^(-1)时的析氢速率高达45.48μmol·g^(-1)·h^(-1),是低转速300 r·min^(-1)时的7.19倍。该优异的光催化析氢性能可归因于压电场的反复变化促进光生载流子转移和电荷分离。 展开更多
关键词 BaTiO_(3)@TiO_(2)异质结 压电辅助光催化 析氢反应 Ⅱ型异质结 载流子分离
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拓展光催化材料光谱响应的研究进展 被引量:12
7
作者 荆涛 戴瑛 +1 位作者 马晓娟 黄柏标 《中国光学》 EI CAS CSCD 2016年第1期1-15,共15页
光催化技术在解决能源短缺和环境污染问题方面有重要的应用前景,引起了人们的广泛关注。宽光谱响应和高量子效率是实现光催化材料大规模应用的前提。本文介绍了近年来紫外、可见和近红外光催化方面的最新进展,阐述了拓展光响应范围和促... 光催化技术在解决能源短缺和环境污染问题方面有重要的应用前景,引起了人们的广泛关注。宽光谱响应和高量子效率是实现光催化材料大规模应用的前提。本文介绍了近年来紫外、可见和近红外光催化方面的最新进展,阐述了拓展光响应范围和促进载流子分离的有效途径,总结了光催化材料发展所面临的问题,并对其发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 光催化 载流子分离 能带调控 氧化还原反应
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高效光催化材料的设计与制备 被引量:15
8
作者 王泽岩 黄柏标 戴瑛 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期7-16,共10页
光催化技术是解决能源短缺和环境污染问题的最有效解决途径之一,近期引起了世界各国科学家们的广泛关注。然而,目前光催化材料较低的转化效率,严重制约了光催化技术的进一步发展和实际应用。因此,设计和制备新型高效光催化材料具有重要... 光催化技术是解决能源短缺和环境污染问题的最有效解决途径之一,近期引起了世界各国科学家们的广泛关注。然而,目前光催化材料较低的转化效率,严重制约了光催化技术的进一步发展和实际应用。因此,设计和制备新型高效光催化材料具有重要意义。我们基于材料晶体结构设计,并结合材料微结构调控和制备技术,从拓展光催化材料的光吸收范围和提高光生载流子分离效率两个制约光催化效率的最主要问题入手,提出了一些新型高效光催化材料的设计理论和制备方法。主要围绕表面等离子体光催化材料、红外光催化材料、极性光催化材料等几种新型光催化材料,对材料设计理论、制备方法、结构与性能之间的关系及光催化微观机理几个方面进行了详细讨论。 展开更多
关键词 光催化 光吸收 载流子分离 材料设计与制备
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金属氧化物异质结气体传感器气敏增强机理 被引量:23
9
作者 唐伟 王兢 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1087-1104,共18页
金属氧化物异质结由于费米能级效应、不同组分之间的协同作用,常被用来提高电阻型金属氧化物半导体气体传感器的气敏特性。本文简述了近年来国内外金属氧化物异质结材料的类别,主要分为混合氧化物结构、层状结构、第二相粒子修饰结构、... 金属氧化物异质结由于费米能级效应、不同组分之间的协同作用,常被用来提高电阻型金属氧化物半导体气体传感器的气敏特性。本文简述了近年来国内外金属氧化物异质结材料的类别,主要分为混合氧化物结构、层状结构、第二相粒子修饰结构、一维纳米结构和核-壳结构;重点综述了金属氧化物异质结的气敏增强机理,包括异质结效应、协同效应、催化溢流效应、响应反型、载流子分离及微结构调控六大机理;分析了当前异质结气体传感器面临的瓶颈。最后对纳米异质结气体传感器的发展进行了展望,今后金属氧化物异质结气体传感器可以从明确异质结界面机理展开,这将为自下而上地设计出符合实际需要的气体传感器提供一定参考。 展开更多
关键词 金属氧化物异质结 协同效应 溢流效应 响应反型 载流子分离 微结构调控
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Investigating the charge transfer mechanism of ZnSe QD/COF S-scheme photocatalyst for H_(2)O_(2) production by using femtosecond transient absorption spectroscopy
10
作者 Yanyan Zhao Chunyan Yang +4 位作者 Shumin Zhang Guotai Sun Bicheng Zhu Linxi Wang Jianjun Zhang 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第8期258-269,共12页
Hydrogen peroxide(H_(2)O_(2))has gained widespread attention as a versatile oxidant and a mild disin-fectant.Here,an electrostatic self-assembly method is applied to couple ZnSe quantum dots(QDs)with a flower-like cov... Hydrogen peroxide(H_(2)O_(2))has gained widespread attention as a versatile oxidant and a mild disin-fectant.Here,an electrostatic self-assembly method is applied to couple ZnSe quantum dots(QDs)with a flower-like covalent organic framework(COF)to form a step-scheme(S-scheme)photocata-lyst for H_(2)O_(2)production.The as-prepared S-scheme photocatalyst exhibits a broad light absorption range with an edge at 810 nm owing to the synergistic effect between the ZnSe QDs and COF.The S-scheme charge-carrier transfer mechanism is validated by performing Fermi level calculations and in-situ X-ray photoelectron and femtosecond transient absorption spectroscopies.Photolumi-nescence,time-resolved photoluminescence,photocurrent response,electrochemical impedance spectroscopy,and electron paramagnetic resonance results show that the S-scheme heterojunction not only promotes charge carrier separation but also boosts the redox ability,resulting in enhanced photocatalytic performance.Remarkably,a 10%-ZnSe QD/COF has excellent photocatalytic H_(2)O_(2)-production activity,and the optimal S-scheme composite with ethanol as the hole scavenger yields a H_(2)O_(2)-production rate of 1895 mol g^(-1)h^(-1).This study presents an example of a high-performance organic/inorganic S-scheme photocatalyst for H_(2)O_(2)production. 展开更多
关键词 ZnSe quantum dot Covalent organic framework S-scheme heterojunction Carrier migration and separation H_(2)O_(2) production
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立方相GaN的持续光电导 被引量:2
11
作者 张泽洪 赵德刚 +6 位作者 孙元平 冯志宏 沈晓明 张宝顺 冯淦 郑新和 杨辉 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期34-38,共5页
研究了金属有机物化学气相外延 (MOVPE)方法生长的非故意掺杂的立方相 Ga N的持续光电导效应 .在六方相 Ga N中普遍认为持续光电导效应与黄光发射有关 ,而实验则显示在立方 Ga N中 ,持续光电导效应与其中的六方相 Ga N夹杂有关系 ,而与... 研究了金属有机物化学气相外延 (MOVPE)方法生长的非故意掺杂的立方相 Ga N的持续光电导效应 .在六方相 Ga N中普遍认为持续光电导效应与黄光发射有关 ,而实验则显示在立方 Ga N中 ,持续光电导效应与其中的六方相 Ga N夹杂有关系 ,而与黄光发射没有关系 .文中提出 ,立方相 Ga N与其中的六方相 Ga N夹杂之间的势垒引起的空间载流子分离是导致持续光电导现象的物理原因 .通过建立势垒限制复合模型 ,解释了立方相 Ga N的持续光电导现象的物理过程 ,并对光电导衰减过程的动力学作了分析 .对实验数据拟合的结果证明以上的模型和推导是与实验相符的 . 展开更多
关键词 立方相 GAN 持续光电导 空间载流子分离 势垒限制复合 氮化镓
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固溶体光催化材料的研究进展 被引量:4
12
作者 荆涛 戴瑛 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第2期295-304,共10页
掺杂能够实现传统宽带隙半导体光催化材料的可见光响应,但引入的局域杂质能级易成为载流子的复合中心,降低材料的光催化活性。固溶体方法可以实现带隙和带边位置的精确调控,使材料的光吸收和氧化还原电位达到最佳平衡,是改善其光催化性... 掺杂能够实现传统宽带隙半导体光催化材料的可见光响应,但引入的局域杂质能级易成为载流子的复合中心,降低材料的光催化活性。固溶体方法可以实现带隙和带边位置的精确调控,使材料的光吸收和氧化还原电位达到最佳平衡,是改善其光催化性能的有效方法。本文结合我们课题组近些年来的研究,从固溶体方法对半导体光催化材料带隙和带边位置的调控以及对载流子分离和迁移等性质的影响出发,概述了近年来该领域的最新研究进展,总结了固溶体方法在发展中所面临的主要问题,并对其发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 光催化材料 掺杂 固溶体 电子结构 载流子分离
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Mxene量子点增强磷掺杂氮化碳光催化降解污染物的性能 被引量:4
13
作者 田红丽 郭燕 《化学研究与应用》 CAS 北大核心 2023年第1期123-134,共12页
为了提高石墨相氮化碳的光催化性能,在合成磷掺杂氮化碳和Mxene量子点的基础上,构建具有0D-2D复合结构的Mxene/P-C_(3)N_(4)复合光催化剂。采用XRD、IR、TEM、AFM、BET、XPS、吸收光谱等技术对Mxene/P-C_(3)N_(4)的结构进行了分析,并详... 为了提高石墨相氮化碳的光催化性能,在合成磷掺杂氮化碳和Mxene量子点的基础上,构建具有0D-2D复合结构的Mxene/P-C_(3)N_(4)复合光催化剂。采用XRD、IR、TEM、AFM、BET、XPS、吸收光谱等技术对Mxene/P-C_(3)N_(4)的结构进行了分析,并详细评估了它们在可见光下光催化降解污水的性能,包括降解有机染料茜素红、降解抗生素盐酸四环素和还原重金属离子Cr(VI)。结果表明,磷的掺杂可以拓宽氮化碳的光吸收范围、降低其禁带宽度;Mxene量子点的负载不仅可以增加比表面积,还能有效抑制光生载流子的复合,促进光生载流子在界面处的分离和传输。磷和Mxene量子点的协同作用可以显著增强氮化碳的光催化性能。当磷的掺杂量为2%、Mxene量子点的负载量为5%时,得到的M5/PCN复合光催化剂表现出最好的光催化性能,60 min将初始浓度20 mg/L的茜素红降解94%,表观一级反应速率常数为0.0475 min^(-1),分别是C_(3)N_(4)和P-C_(3)N_(4)的6.8和2.9倍;100 min将初始浓度20 mg/L的盐酸四环素降解88%,表观一级反应速率常数为0.0209min^(-1),分别是C_(3)N_(4)和P-C_(3)N_(4)的4.4和2.8倍;80 min将初始浓度20 mg/L的Cr(VI)还原85%,表观一级反应速率常数为0.0234 min^(-1),分别是C_(3)N_(4)和P-C_(3)N_(4)的6.3和2.6倍。 展开更多
关键词 光催化降解污水 Mxene量子点 磷掺杂氮化碳 光生载流子分离效率 比表面积
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压电效应增强光电催化的研究进展 被引量:2
14
作者 李士阔 张苗苗 张惠 《安徽大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第5期16-26,共11页
通过光催化及光电催化将太阳能直接转化为化学能,已成为能源循环利用和环境修复领域的研究热点,但其转化效率受到光生载流子快速复合的制约.压电效应是解决上述问题的最有效的策略之一,能够有效促进光电催化.该文综述压电效应增强光电... 通过光催化及光电催化将太阳能直接转化为化学能,已成为能源循环利用和环境修复领域的研究热点,但其转化效率受到光生载流子快速复合的制约.压电效应是解决上述问题的最有效的策略之一,能够有效促进光电催化.该文综述压电效应增强光电催化的研究进展,阐述压电材料的特性以及导致载流子分离的内置电场的产生机理,概述产生压电势的机械力以及材料尺寸对内建电场的影响,介绍压电光电催化材料的结构与性能,展望提升压电效应增强光电催化性能和效率的新途径. 展开更多
关键词 压电效应 光电催化 内建电场 载流子分离
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AuCu和石墨烯助催化剂协同增强氮化碳的光催化性能 被引量:1
15
作者 吕佳 武烈 张峰 《化学研究与应用》 CAS 北大核心 2023年第12期2897-2907,共11页
在热解法合成石墨相C_(3)N_(4)的基础上,先后采用溶剂热法和共沉淀法将石墨烯和AuCu双金属纳米颗粒负载到C_(3)N_(4)表面,得到AuCu/石墨烯/C_(3)N_(4)复合光催化剂。采用XRD、IR、BET、TEM、XPS、Absorption、PL、电化学等技术对AuCu/... 在热解法合成石墨相C_(3)N_(4)的基础上,先后采用溶剂热法和共沉淀法将石墨烯和AuCu双金属纳米颗粒负载到C_(3)N_(4)表面,得到AuCu/石墨烯/C_(3)N_(4)复合光催化剂。采用XRD、IR、BET、TEM、XPS、Absorption、PL、电化学等技术对AuCu/石墨烯/C_(3)N_(4)的结构进行分析,并详细评估其在可见光下分解水制氢和还原CO_(2)的性能。石墨烯的负载可以增加材料的比表面积,促进光生电荷的迁移。AuCu双金属以合金的形式负载于石墨烯/C_(3)N_(4)表面,平均粒径3.7nm。纳米Au的表面等离共振效应能拓宽材料的光谱吸收范围,而第二金属Cu的引入能加速光生电子的分离和传输。因此,石墨烯和AuCu双助催化剂的负载能显著增强C_(3)N_(4)的光催化性能。当AuCu的原子比为3:2、AuCu和石墨烯的负载量分别为0.5和1wt%时,得到的Au_(3)Cu_(2)/GC复合光催化剂表现出最佳的光催化性能,其分解水制氢的速率达到324.8μmol/h,光催化还原CO_(2)制取CH_(4)的活性和选择性分别为36.1μmol/hg和91.3%,并表现出良好的光催化稳定性。 展开更多
关键词 AuCu/石墨烯/C_(3)N_(4) 表面等离共振效应 光解水 CO_(2)还原 光生载流子分离
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光催化制氢研究进展 被引量:27
16
作者 潘金波 申升 +6 位作者 周威 唐杰 丁洪志 王进博 陈浪 区泽堂 尹双凤 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第3期40-56,共17页
光催化制氢作为一种具有前景的能源转化方式,受到了广泛关注。但是光催化过程中的三个步骤(光吸收、载流子分离、表面反应)效率较低,目前难以实现工业应用。研究者们对光催化的机理进行了深入研究,并提出了多种策略来调节半导体光催化... 光催化制氢作为一种具有前景的能源转化方式,受到了广泛关注。但是光催化过程中的三个步骤(光吸收、载流子分离、表面反应)效率较低,目前难以实现工业应用。研究者们对光催化的机理进行了深入研究,并提出了多种策略来调节半导体光催化剂的物理化学性质,以期有效提高光催化剂对可见光的吸收,降低光生载流子的复合,加速表面反应。上述策略包括:制造缺陷、局域表面等离子体共振、元素掺杂、异质结构建、助催化剂负载等。深入研究上述改性策略能够为设计制备高效稳定的光催化剂提供指导。因此,本综述聚焦于优化光吸收、载流子分离、表面反应的机理和改性光催化剂的制氢应用,并对构建高效制氢光催化剂的趋势做出了展望。 展开更多
关键词 光催化 制氢 光吸收 载流子分离 表面反应
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光电催化二氧化碳还原研究进展 被引量:12
17
作者 周威 郭君康 +5 位作者 申升 潘金波 唐杰 陈浪 区泽堂 尹双凤 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第3期71-81,共11页
CO2是最常见的化合物,作为潜在的碳一资源,可用于制备多种高附加值的化学品,如一氧化碳、甲烷、甲醇、甲酸等。传统的热催化转化CO2方法能耗高,反应条件苛刻。因此,如何在温和条件下高效地将CO2转化成高附加值的化学品,一直以来是催化... CO2是最常见的化合物,作为潜在的碳一资源,可用于制备多种高附加值的化学品,如一氧化碳、甲烷、甲醇、甲酸等。传统的热催化转化CO2方法能耗高,反应条件苛刻。因此,如何在温和条件下高效地将CO2转化成高附加值的化学品,一直以来是催化领域的研究热点和难点之一。光催化技术反应条件温和、绿色环保。然而,纯光催化反应普遍存在太阳能利用效率有限,光生载流子分离效率低等问题。针对上述问题,在光催化的基础上引入电催化,可以提高载流子的分离效率,在较低的过电位下,实现多电子、质子向CO2转移,从而提高催化反应效率。总之,光电催化技术可以结合光催化和电催化的优势,提高CO2催化还原反应效率,为清洁、绿色利用CO2提供了一种新方法。本文依据光电催化CO2还原反应基本过程,从光吸收、载流子分离和界面反应等三个角度综述了光电催化反应的基本强化策略,并对未来可能的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 光电催化 CO2还原 光吸收 载流子分离 界面反应
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TiO_2/Au纳米棒阵列的制备及其光催化性能(英文) 被引量:5
18
作者 路莹 陈硕 +1 位作者 全燮 于洪涛 《催化学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1838-1843,共6页
采用电沉积和旋转涂膜相结合的方法成功制备了高度有序的TiO2/Au纳米棒阵列催化剂.扫描电镜和透射电镜结果表明,TiO2薄膜均匀地包覆在Au纳米棒的表面,形成核壳型的一维阵列结构.X射线衍射分析表明所获得TiO2为(101)晶面优先生长的锐... 采用电沉积和旋转涂膜相结合的方法成功制备了高度有序的TiO2/Au纳米棒阵列催化剂.扫描电镜和透射电镜结果表明,TiO2薄膜均匀地包覆在Au纳米棒的表面,形成核壳型的一维阵列结构.X射线衍射分析表明所获得TiO2为(101)晶面优先生长的锐钛矿晶相.紫外-可见漫反射光谱显示,由于Au和TiO2间肖特基结的存在造成吸收红移,Au纳米棒表面的等离子共振效应导致400~800nm间出现吸收峰.在紫外光催化降解罗丹明B反应中,TiO2/Au纳米棒阵列催化剂表现出优异的催化活性,其动力学常数分别为TiO2和TiO2/Au膜的2.0和1.3倍.这主要归结于Au与TiO2间的肖特基结和一维阵列结构所带来的大的比表面积、宽的光响应范围和有效的光生载流子分离与传递. 展开更多
关键词 二氧化钛 金纳米棒阵列 肖特基结 光生载流子分离 光生载流子迁移 光催化活性
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{110}晶面取向Ag3PO4多面体的水热制备及可见光催化活性 被引量:3
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作者 刘春梅 张国英 +2 位作者 张欣 许艳艳 高东昭 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1939-1948,共10页
采用简易水热法在聚乙二醇-6000(PEG-6000)辅助下合成了Ag3PO4多面体.系统考察了水热反应温度、时间及PEG-6000用量对产物形貌和结构的影响.通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光(PL)光谱等... 采用简易水热法在聚乙二醇-6000(PEG-6000)辅助下合成了Ag3PO4多面体.系统考察了水热反应温度、时间及PEG-6000用量对产物形貌和结构的影响.通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光(PL)光谱等测试手段对光催化剂进行了表征.结果表明,适宜的水热温度及PEG-6000用量是制备具有{110}活性晶面取向Ag3PO4多面体的必要条件,该多面体通过纳米颗粒的Ostwald熟化效应生长而成.可见光催化降解罗丹明B(Rh B)的实验表明,该Ag3PO4多面体活性明显优于其它水热条件下所制备的非{110}取向晶面样品和离子交换法所得纳米颗粒,其降解反应速率常数(k)为离子交换法所得Ag3PO4纳米颗粒的8.3倍.总有机碳含量(TOC)及循环实验证明,该Ag3PO4多面体可以有效地矿化Rh B并保持较好的循环稳定性.活性自由基捕获实验表明,空穴(h+)和羟基自由基(OH)是光催化氧化的主要活性物种.结合活性物种的氧化还原电位以及Ag3PO4的能带结构分析,提出了催化反应界面光生电子-空穴(e–-h+)对的分离及转移机制. 展开更多
关键词 Ag3PO4 PEG-6000 水热法 光催化 活性物种 光生载流子分离
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ZnO修饰提升花状BiOBr的可见光催化降解罗丹明B性能 被引量:5
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作者 伍水生 易兵 +2 位作者 王染 兰东辉 谭年元 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第2期211-219,共9页
以Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O、Zn(CH_(3)COO)_(2)·2H_(2)O和NaBr为前驱体,采用简单溶剂热法制备BiOBr/ZnO三维花状微纳米复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光子能谱、N_(2)吸附-脱附、光致发光和电子顺磁共振等... 以Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O、Zn(CH_(3)COO)_(2)·2H_(2)O和NaBr为前驱体,采用简单溶剂热法制备BiOBr/ZnO三维花状微纳米复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光子能谱、N_(2)吸附-脱附、光致发光和电子顺磁共振等分析技术对其理化性质进行了表征。通过可见光催化降解罗丹明B(RhB)的实验测试了复合材料的光催化性能。结果表明ZnO含量为5%的BiOBr/ZnO光催化活性最优,RhB降解率在50 min后达到98.3%,其降解速率常数是纯ZnO和BiOBr的6.3倍和3.4倍,并且具有较高的稳定性。复合材料光催化性能增强的可能原因为ZnO的引入增强了可见光的吸收和光生载流子的电荷分离效率。 展开更多
关键词 BiOBr ZNO 溶剂热法 光催化 载流子分离
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