提高二氧化钛纳米管光电活性方法的研究进展

综述了近年来提高TiO_2纳米管光电活性方法的研究进展,包括离子掺杂、半导体沉积、光敏化、导电聚合物沉积、贵金属沉积等。运用多种修饰方法对TiO_2纳米管进行改性,可使得光生电子-空穴对复合率降低,界面电子转移速度加快,有效提高TiO_2纳米管的光电活性。

紫精修饰多功能Eu(Ⅲ)配合物的荧光开关、非线性光学和光电活性（英文）

利用紫精功能化的配体1-(3,5-二羧基苄基)-4,4'-联吡啶硝酸盐(H_2L^+NO_3^-)与Eu(Ⅲ)离子在溶剂热条件下得到一个金属有机配合物{[Eu(μ_2-OH)(L)(HCO_2)]·H_2O}_n(1),其中甲酸阴离子来自于溶剂DMF(N,N'-二甲基甲酰胺)分子的原位分解。单晶X射线衍射表明配合物1是一个手性的二维层状结构。配合物1呈现出可逆的、快速响应的光致变色特性。在光热作用下,它表现为肉眼可见的从浅黄到深绿色的可逆颜色改变,这种着色/脱色过程可以循环多次,具有很好的可逆性。结构分析表明,供体羧酸基团和受体紫精单元之间以及配合物中π···π相互作用为电子转移提供了有效的路径,从而导致光致变色行为的发生。该手性配合物不仅呈现出光调节荧光特性,还具有二阶非线性光学(SHG)开关性质。在相同粒径的测试条件下,配合物1的SHG信号强度大约是磷酸二氢钾(KDP)的3.8倍。此外,配合物1的表面光电压测定显示它呈现出光电活性。

La_xSr_(1-x)NiO_3对水溶液染料的光电催化活性研究

用甘氨酸 硝酸盐燃烧合成法 ,制备LaxSr1 -xNiO3复合氧化物的陶瓷粉末。并以此为光电催化剂对不同水溶液染料进行光催化降解和光电催化降解实验。利用红外、紫外 可见光谱、循环伏安曲线研究LaxSr1 -xNiO3的催化性能。结果表明 :LaxSr1 -xNiO3(x =0 .1 5、0 .6、0 .7、0 .75、1 )复合氧化物都具有较强光催化特性 ,La0 .7Sr0 .3NiO3也具有光电催化降解特性 ;LaxSr1 -xNiO3的光催化活性高于LaNiO3,这与A位离子 (La3+ 、Sr2 + )的电子构型有关 ;Sr2 +

热压处理对TiO_2溶胶光电催化活性的影响

利用粒度分析仪、TEM、XRD等表征手段,研究了溶胶-凝胶法制得的纳米TiO2溶胶经热压处理后,纳米TiO2的晶粒尺寸和晶型对其薄膜的光电催化活性的影响。结果发现,经过200℃热压处理的纳米TiO2粒子粒径小,分布均匀,而且其薄膜的光电催化活性也高。

基于CdS光电活性材料的无标记凝血酶生物传感器的制备及其性能

基于凝血酶(thrombin,TB)对纤维蛋白原(fibrinogen,FIB)分子中特异性位点的剪切作用,采用光寻址电化学策略,构建了基于CdS光电活性材料的无标记凝血酶生物传感器,实现对凝血酶无标记、简便、快速的检测。通过扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度法(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)对光电活性材料CdS进行分析,并利用循环伏安法(CV)对生物传感器的性能进行表征。结果表明,在最优实验条件下,本文构建的传感器对凝血酶的检出限为6 fmol/L(S/N=3),在0.01~100 pmol/L范围内具有良好的线性关系,为凝血酶的检测提供了一种简便有效的方法。

量子点复合材料的制备与界面构建及光电生物传感研究

鉴于量子点(QDs)丰富的特性和光电化学(PEC)传感技术的双重优势,将基于量子点的PEC传感器用于生物样品的检测有着广阔的发展前景和巨大的潜力。为了进一步提高光电生物传感器的各项分析性能,引入具有高光电活性和生物相容性的量子点复合材料非常有必要,近年来已成为国内外研究的热点。本文在全面介绍量子点复合材料的分类、制备及界面构建方法基础上,重点综述了基于量子点复合材料的PEC传感器在生物小分子检测、酶及DNA检测、免疫分析及细胞分析等生物方面的应用研究进展,并对其前景进行了展望。

Co(OH)_(2)/NiAl-LDH共修饰的α-Fe_(2)O_(3)光阳极增强光电化学分解水性能

采用水热法在掺杂氟的SnO_(2)导电玻璃(FTO)上生长α-Fe_(2)O_(3)光阳极薄膜,通过负载不同量的NiAl-LDH及Co(OH)_(2)双助催化剂,对α-Fe_(2)O_(3)的水分解性能进行改进。通过XRD,SEM和XPS对材料的结构进行表征,结果显示,Co(OH)_(2)/NiAl-LDH薄膜已成功制备,其在α-Fe_(2)O_(3)表面呈均匀分布的交联网状结构,该网状结构促进质子和反阴离子的快速转移,减少电解质溶液对α-Fe_(2)O_(3)的腐蚀。光电化学性能测试结果表明,在强碱性电解质溶液中,相比较于纯α-Fe_(2)O_(3)光阳极,[Co(OH)_(2)]_(1)/Ni_(3)Al-LDH/α-Fe_(2)O_(3)复合材料表现出较优的光电催化活性,光电流密度提高4倍,且在光照下的稳定性良好。

In_2O_3敏化ZnO纳米棒阵列的性能及其光电催化活性

以掺氟SnO2(FTO)导电玻璃为基底,采用水热法制备了ZnO纳米棒阵列.通过In(NO3)3水溶液水洗的方法,合成了In2O3敏化ZnO纳米棒阵列光催化剂.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM),X射线能谱(EDX),X射线衍射(XRD)及紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)对样品的形貌、结构、组成、晶相等进行一系列的表征.以罗丹明B(RhB)为目标降解物,探究了In2O3敏化ZnO纳米棒阵列光电催化活性.采用场诱导表面光伏技术(FISPV)研究了不同含量的In2O3敏化ZnO纳米棒阵列在光照射下的光生电荷行为.结合电化学工作站检测不同样品的光电流,随着In2O3敏化量的改变,光电流和开路电压也随之改变.并探讨了In2O3敏化ZnO纳米棒阵列光生电荷行为与光电催化活性之间的关系.结果表明,适量In2O3敏化的ZnO光催化剂在可见光下2h内对罗丹明B的降解效率达到95%,是单纯ZnO纳米棒阵列的2.4倍.

TiO_2-Pt/CuS光电材料的制备及性能研究

采用电化学沉积Pt和化学沉积CuS的方法对TiO2纳米管阵列电极进行复合修饰,获得了二元TiO2-Pt和三元TiO2-Pt/CuS纳米结构体系。用SEM和TEM-EDS对催化剂进行了表征,并用水和有机物作为目标物,评价所制备的催化剂的光电活性。结果表明,TiO2在电化学和化学沉积后都能够保持原有形貌;Pt在纳米管内和阵列表面都有沉积,部分CuS与Pt形成混相复合状态。水的分解和有机物的降解的结果表明,所制备的光电材料的光电活性顺序为TiO2-Pt/CuS>TiO2-Pt>TiO2。

负载型TiO_2纳米薄膜电极光电催化氧化甲醇的研究

介绍了负载不同晶型TiO2薄膜电极的制备,并研究了聚乙二醇加入量、活化条件等对不同晶型、不同形貌、不同粒径纳米TiO2薄膜电极的光电催化活性的影响。结果表明:聚乙二醇加入量有一最佳值;且纳米级锐钛矿型TiO2和金红石型TiO2分别经600℃和400℃煅烧后,光电催化性能最好;粒径越小催化活性越高.当粒径小于25nm时,可显示出量子尺寸效应。

MOF材料的制备及其在光电化学传感器中的应用综述

金属有机框架化合物(Metal-Organic Framework,MOF)具有的独特物理化学性质,使其在许多领域都受到极大关注。在光电化学(PEC)分析领域,MOF材料的开发利用正在崭露头角,未来具有极大的发展前景。本文综述了目前MOF材料的制备技术及其在PEC分析领域已经开展的应用。

同轴静电纺丝法制备ZnO/Ag2O纳米纤维材料及其光电催化性能研究

以醋酸锌和乙酰丙酮银为前驱体,通过同轴静电纺丝和热处理过程在氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃上制备了ZnO/Ag2O同轴纳米纤维。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对材料进行了表征。以氙灯模拟可见光光源,亚甲基蓝为目标降解物,考察了所制备纳米纤维的光电催化活性。结果表明,同轴ZnO/Ag2O纳米纤维具有壳核类似结构(ZnO为壳,Ag2O为核),Ag2O与ZnO形成的异质结和杂质能级降低了ZnO的带隙能,提高了对可见光的利用率。在可见光下,与纯ZnO相比,ZnO/Ag2O具有很强的光电催化能力,并且Ag2O的量对同轴纤维光电催化活性影响很大,在同样光电催化条件下,ZnO/Ag2O-7同轴纳米纤维的光电催化效果最好,亚甲基蓝降解率达93%,动力学常数最大为1. 13×10^-2min^-1.

纳米复合ZnO-TiO_2晶体的制备及其光电催化性能研究

采用溶胶凝胶法制备了纳米复合半导体ZnO -TiO2 薄膜,并进行了结构和光电催化性能的测试。TiO2 薄膜对五氯酚溶液的光电催化降解结果表明:当输入正向偏压后,其光催化性能有较大提高。由于ZnO的掺入,半导体薄膜电极的光吸收能力增强;同时,Zn2+可能作为光生载流子的浅俘获中心,导致表面界面电荷转移加速,从而延长光生电子/空穴对的寿命并抑制其复合,有效地提高了TiO2 薄膜光电催化活性。

锌修饰三氧化钨薄膜光电极的制备及其光电化学性能

采用简单的阴极电沉积-浸渍法,在空气中经450℃热处理3h后,制备得到Zn(Ⅱ)修饰三氧化钨(WO3)薄膜光电极.根据X-射线粉末衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、场发射扫描电镜(FE-SEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和荧光发射光谱(PL)等表征技术,分析了Zn(Ⅱ)的含量对WO3薄膜光电极的结构、形貌和光学性能的影响.通过在0.2M的Na2SO4溶液、外加电压为0.8V条件下的光电流测试表明,当Zn(Ⅱ)的相对原子比为9.99%时其光电性能最好,光电流值是纯WO3电极的3.5倍;外加电压为0.8V下的光电催化降解孔雀绿(MG)测试实验结果表明,其光电催化活性是纯WO3的2倍.Raman光谱表明一部分Zn(Ⅱ)以ZnO的形式附着在WO3的表面.附着在WO3表面上的ZnO对WO3所产生的光生电子-空穴对起到了有效分离的作用,使WO3的光电化学性能和光电催化活性得以提高.

β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的制备及光电催化析氢性能

通过两步合成法合成了新型的β-FeOOH/U-g-C3N4异质结光催化剂。首先通过热聚合制备超薄g-C3N4(U-g-C3N4)样品,然后通过超声技术以U-g-C3N4和FeCl3·6H2O为前驱体制备β-FeOOH/U-g-C3N4异质结。系统研究了铁盐种类、前驱体质量比、pH值和超声时间等合成条件对β-FeOOH/U-g-C3N4异质结光催化析氢性能的影响。具有最佳析氢性能的β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的比表面积为47.7 m2·g-1,是U-g-C3N4的3倍;与U-g-C3N4相比,β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的能带隙从2.70 eV降低到2.02 eV,吸收边带从472 nm红移至583 nm。另外,光催化制氢反应中β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的Tafel斜率为87.2 mV·dec-1,低于U-g-C3N4的147.4 mV·dec-1和β-FeOOH的156.8 mV·dec-1。结果表明复合产物较U-g-C3N4具有更高的光电催化活性。光电催化活性提高应归因于β-FeOOH和U-g-C3N4形成了异质结,界面电子通过碳物质可以更高效地转移,同时产生了较多的活性反应位点。因此,通过超声法将β-FeOOH和U-g-C3N4复合是一种制备较高光电催化活性且稳定的光电催化材料的有效策略之一。

ZnO/WO_3纳米片薄膜的光电催化性能研究

采用水热法在不锈钢基底上制备WO3纳米片阵列,然后将其浸渍于不同浓度Zn(NO_3)_2溶液中以负载ZnO纳米颗粒,从而制备出ZnO/WO_3纳米片薄膜。采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和电化学阻抗图谱(EIS)等方法对ZnO/WO_3复合薄膜的形貌、结构、物相组成和光电性能等进行分析,重点考察了薄膜电极对亚甲基蓝(MB)的光电催化降解性能。结果表明,WO_3纳米片均匀垂直于基底生长,Zn元素以ZnO颗粒的形式分布在WO_3表面;ZnO的引入促进了WO_3中产生的光生电子-空穴对的分离,从而使ZnO/WO_3复合薄膜表现出比纯WO_3薄膜更优异的光电性能和光电催化活性;在Zn(NO_3)_2浸渍液浓度为20mmol/L时,所制ZnO/WO_3复合薄膜具有最佳的光电催化性能,在MB溶液初始浓度为10mg/L、外加偏压为0.8V、光照1h的条件下,采用该样品对MB的降解率达96.5%,并且复合薄膜具有良好的循环稳定性,在重复使用5次后,对MB的光电催化降解效率没有明显降低,有望在实际污水处理中得到应用。

纳米钙钛矿La_xSr_(1-x)Fe_(1-y)CoyO_3复合氧化物的制备和表征

用甘氨酸-硝酸盐燃烧合成法,制备LaxSr1-xFe1-yCoyO3复合氧化物的陶瓷粉末,对该钙钛矿型氧化物进行了XRD、IR、紫外漫反射光谱及循环伏安曲线分析。结果表明:该复合氧化物粉体平均晶粒为15.3￣29.8nm,为立方和正交晶系。该氧电极具有双功能催化特性,但不完全可逆。对水溶液染料进行光解实验,利用紫外-可见、人工神经网络光度法研究LaxSr1-xFe1-yCoyO3的催化性能。结果表明:Co2+的加入可使LaxSr1-xFeO3的光催化活性有所提高,B位离子(Fe3+,Co2+)改变与加入,使LaxSr1-xFe1-yCoyO3(x=0.7,0.3;y=0.3,0.9,1)光催化活性高于LaxSr1-xFeO3。同时,对5种染料进行紫外光解,在0.75h,脱色率大于91%,并为动力学一级反应。

氮掺杂TiO_2纳米管电极制备及可见光电催化活性(英文)

采用氮气中500℃和600℃热处理由阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列,制备了氮掺杂TiO2纳米管阵列电极。分别用环境扫描电镜(ESEM)、X射线光电子能谱(XPS),X射线衍射(XRD)和紫外可见漫反射吸收光谱对电极进行了表征。结果表明氮成功地掺入TiO2纳米管中。氮的引入使所制备的电极表现出可见光电催化活性,其中氮气中500℃下热处理得到的TiO2纳米管阵列电极表现出最好的可见光电催化活性。

光致电化学生物传感器材料信号增强策略的研究进展

光致电化学(PEC)生物传感器作为一种新兴的检测设备,凭借能量形式完全不同且分离的“光激发-电检测”模式而显示出背景噪声低、灵敏度高的优势,在目标物的痕量分析中备受关注。光电活性材料作为PEC生物传感器的光-电转换器,能在光激发下将生物或化学物质快速转换为电信号,在PEC检测系统中发挥着核心作用。其中,具有高PEC响应的光电活性材料能显著提高PEC生物传感的检测灵敏度。然而,大多数单一光电活性材料的光电转换效率较低,在光激发下仅能获得较低的PEC信号。该文概述了多种提高光电活性材料PEC信号的策略,即增强光吸收、光热(PT)效应、构建异质结、引入电子供受体和元素掺杂,旨在为探索和开发具有超高灵敏度的PEC生物传感器提供参考。

硫化锌量子点/类石墨相氮化碳异质结的制备及应用

采用溶剂热法合成了硫化锌量子点,并成功地与类石墨相氮化碳复合制备了硫化锌量子点/类石墨相氮化碳异质结光电催化剂.通过X射线衍射仪、电子能谱仪、X射线光电子能谱仪、透射电子显微镜、紫外可见分光光度计等仪器分别对样品的结构、组成、形貌、光学性能、电学性能进行了表征分析.结果表明:质量比为1∶9硫化锌量子点/类石墨相氮化碳的光催化活性最高,对罗丹明B的降解速率为0.802 4 h-1;在2.5 h时降解率为86.7%,较纯的类石墨相氮化碳降解率提高了45%.同时探究了不同复合方法对复合材料光电催化活性的影响,结果显示,搅拌复合制备的样品光电催化活性明显高于研磨煅烧制备得到的样品.