Ag@AgBr/GO/Ni等离子体光阴极膜电极的电荷转移机制和光电催化活性

采用电化学共沉积法制备了含少量氧化石墨烯(GO)的Ag@AgBr/GO/Ni表面等离子体膜电极,该膜电极的表面微观形貌呈现出GO覆盖在AgBr颗粒表面的褶皱结构。纳米Ag分布在AgBr表面以及GO和AgBr接触的边缘,尺寸分布从10 nm到120 nm基本上呈正态分布趋势,颗粒尺寸多为50~80 nm。作为光阴极Ag@AgBr/GO/Ni膜电极表现出优异的催化活性和循环稳定性,光电化学过程与暗态的电化学过程的本质不同在于其存在光生电子由价带跃迁至导带而产生的光电流。在可见光照射和最佳阴极偏压下,良好的光电协同效应、GO优异的导电性能和较大颗粒纳米Ag增强的表面等离子体效应是Ag@AgBr/GO/Ni优异光电催化性能的主要原因。

掺金N型硅中静态电荷转移机制的统计研究

应用统计方法，研究了掺金Ｎ型硅中各杂质能级上的电荷密度及载流子浓度随温度的变化，探讨了系统的静态电荷转移机制，所得结果支持了硅中金受主能级与施主能级本属同一金杂质的两个能级的认识。

XPS法对聚乙炔化学掺杂机制的研究

用XPS(X射线光电子能谱法)研究了十余种掺杂聚乙炔的电荷转移过程,发现对大部分掺杂剂,由C1s谱裂分所计算的电荷转移量与掺杂剂的氧化电位直接相关.一些强氧化性或过渡金属质子酸也符合这一规律,同时观察到掺杂后这些氧化性质子酸本身发生价态变化.因此这些质子酸的掺杂不是文献中所报道的质子酸机制而是氧化还原机制.

ZnO/g-C_(3)N_(4)复合物制备及其光催化降解罗丹明B性能

以ZnO和C_(3)H_(6)N_(6)为原料,将两者按一定质量比混合得到前驱物,通过煅烧该前驱物可成功获得ZnO/g-C_(3)N_(4)复合物.采用XRD、SEM、UV-Vis和BET等方法对复合物的物相、形貌、组成、可见光吸收性能以及比表面积大小等进行表征.以罗丹明B(RhB)为目标污染物,在可见光激发下,探究了不同g-C_(3)N_(4)负载量的ZnO/g-C_(3)N_(4)复合物的光催化性能.结果表明,g-C_(3)N_(4)含量约为10%的复合物光催化降解RhB效果最好,30 min左右降解率接近100%,两种半导体复合能够实现光学性能上的优势互补.

基于浸渍法g-C_(3)N_(4)/TNAs光电极制备及其光电催化降解间氯硝基苯的研究

本文采用浸渍法制备了石墨相氮化碳改性TiO_(2)纳米管阵列的复合光电极(g-C_(3)N_(4)/TNAs),对复合光电极的晶型结构、形貌和元素价态进行了表征。利用紫外可见漫反射光谱、光致发光光谱和电化学工作站评价了g-C_(3)N_(4)/TNAs的光电化学性能。在施加1.5 V偏压和可见光照射下,评价了g-C_(3)N_(4)/TNAs对间氯硝基苯(m-chloronitrobenzene,m-CNB)的光电催化降解性能。结果表明,g-C_(3)N_(4)的负载拓宽了TNAs的光吸收范围,促进了光生载流子的分离。相较于其它光电极,以浸渍液g-C_(3)N_(4)浓度为300 mg·L^(-1)时制备的g-C_(3)N_(4)-300/TNAs具有较好的光电化学性能和较高的光电催化m-CNB的性能。此外,g-C_(3)N_(4)-300/TNAs在光电催化降解m-CNB过程中具有良好的可重复使用性和稳定性。自由基捕获实验和电子顺磁共振光谱表明·OH、·O^(-)_(2)和h^(+)是g-C_(3)N_(4)/TNAs光电催化降解m-CNB的主要活性物质,g-C_(3)N_(4)和TNAs形成的异质结符合Z型电荷转移机制。

ZnIn_(2)S_(4)/MOF-808微球结构S型异质结光催化剂的制备及其光还原CO_(2)性能研究

近年来,能源过度消耗导致的温室效应引起人们广泛关注.通过不同半导体材料间能带交错排列构建异质结,用于将CO_(2)转化为高附加值产品是解决该问题的可行方法之一.其中, S型异质结的还原型光催化剂与氧化型光催化剂具有交错带结构,使各自存在的弱空穴与弱电子复合,极大提高光生载流子的透过率和电荷利用率,有效实现强电子-空穴对分离.在半导体中,ZnIn_(2)S_(4)由于能带结构适当、可见光响应范围广和化学性质稳定等优点,在CO_(2)减排领域表现出较好的性能.但其光吸收能力低、光生载流子分离效率低和光生电子的迁移过程缓慢,这些缺点导致单一ZnIn_(2)S_(4)在光催化领域的应用受限.在S前半导体研究中,MOF-808制备方法简单、比表面积大以及框架结构稳定,是一种理想的催化材料.因此,本文利用MOF-808与ZnIn_(2)S_(4)偶联形成合适的交错带结构,构建S型异质结以提高光催化CO_(2)还原活性.本文采用原位合成法设计由三维花球ZnIn_(2)S_(4)和八面体MOF-808组成的阶跃式异质结(S型异质结).通过调控反应温度与时间设计不同尺寸的ZnIn_(2)S_(4)微球,并探索制备条件对光催化CO_(2)还原活性的影响.结果表明,当ZnIn_(2)S_(4)微球直径为6μm时,与MOF-808偶联所构建的复合光催化剂的CO_(2)还原活性最高.并且通过调控MOF-808比例,制备的S型异质结ZM6-15%光催化剂的CO产率在辐照4 h后达到8.21μmol g^(-1)h^(-1),分为别MOF-808 (1.03μmol g^(-1)h^(-1))和ZnIn_(2)S_(4)(0.84μmol g-1h-1)的8倍和10倍左右,明显提高了光催化CO_(2)还原性能.X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和X射线光电子能谱(XPS)等研究结果表明,ZnIn_(2)S_(4)微球表面被MOF-808八面体粘附,这种紧密粘附的结构有利于ZnIn_(2)S_(4)与MOF-808之间载流子的转移和分离,从而提高光催化CO_(2)的还原效果.此外,电子顺磁共振和紫外光电子能谱等测试结果表明ZnIn_(2)S_(4)中存在弱空穴,MOF-808中存在弱电子.在光照下,光生电子通过界面接触快速从MOF-808导带中迁移到ZnIn_(2)S_(4)价带中并被消耗,为光生电子提供快速传输途径,提高了电子利用率.最终,MOF-808中存在光生空穴具有最高的氧化能力,ZnIn_(2)S_(4)中存在光生电子具有最高的还原能力.原位XPS测试与密度泛函理论计算结果进一步证明了ZnIn_(2)S_(4)与MOF-808之间的S型电荷转移机制.原位红外技术分析结果表明,S型异质结ZnIn_(2)S_(4)/MOF-808光催化剂通过Carbene途径将CO_(2)光催化还原为CO (CO—→CO_(2)*→COOH*→CO*→CO).综上,本文为合理设计S型异质结光催化剂,以实现高效光催化CO_(2)还原活性提供了新思路.

Z型光催化剂 CoFe _(2) O _(4)/g C_( 3)N _(4)降解盐酸四环素性能

残留在水中的盐酸四环素(TCH)结构复杂、难以降解,光催化技术被证实是一种去除水中盐酸四环素的有效方法。石墨型氮化碳(gC_(3)N_(4))因稳定、无毒、低成本等优点被广泛用作光催化降解有机污染物的光催化剂。但gC_(3)N_(4)的光生电子空穴对容易复合。为了抑制光生电子空穴对的复合,通过水热法制备了Z型光催化剂CoFe_(2)O_(4)/gC_(3)N_(4),用于可见光下降解盐酸四环素,并对光催化活性提高的原因和光腐蚀性能进行了分析。结果表明,当CoFe_(2)O_(4)复合量(质量分数)为25%时,CoFe_(2)O_(4)/gC_(3)N_(4)的光催化活性最佳,240 min后,盐酸四环素的降解率达到49.2%。CoFe_(2)O_(4)/gC_(3)N_(4)的光催化性能增强得益于可见光吸收量的增加和Z型电荷转移机制的协同作用。降解过程分为快速段和慢速段,均满足拟一级动力学方程。CoFe_(2)O_(4)/gC_(3)N_(4)具有较好的稳定性,循环后降解率的轻微损失是由于CoFe_(2)O_(4)的光腐蚀导致。该工作为双Z方案光催化剂的设计和光腐蚀的研究提供参考。

亚乙基硫脲分子激发拉曼虚态的研究

本文从拉曼峰强入手,求得了亚乙基硫脲(ETU)分子的"时间分辨键极化率",并讨论了该分子的激发拉曼虚态性质,发现了该分子"激发虚态电子向分子外围键流动"、"电子弛豫后的键极化率分布与基态电子的密度分布相似"、"不同激发波长下的键极化率衰减时间满足不确定关系"等特点。本文还研究了该分子的表面增强拉曼光谱,指出"电荷转移机制"的极化率弛豫时间长于"电磁增强机制"等与表面增强拉曼效应相关的结论。

Pr1—xSrxMnO3体系价带的光电子能谱研究

对于x从0．0到0．4之间变化的Pt1-xSrxMnO3多晶体所进行的价带光电子能谱实验显示，在Fermi边和Fermi边以下－12eV范围内出现的能带态密度随掺杂量x有一个显著的变化。对这些现象以Pr1-xSrxMnO3体系在基态下发生电荷转移为出发点进行了讨论。提出了随掺杂量x的非线性电荷转移机制和存在由电荷转移导致的二级相变的可能性。

AgBr/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂制备及其可见光催化性能

文章采用溶剂热法合成不同形貌和结构的g-C_(3)N_(4)半导体,超声法将AgBr原位沉淀在g-C_(3)N_(4)表面,成功制备出不同质量比AgBr/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂。借助FE-SEM、BET、TGA、XRD、UV-Vis DRS等方法对制备样品的晶体结构、形貌、比表面积、热稳定性以及其光学性能进行了表征。结果表明:g-C_(3)N_(4)半导体呈现纳米管状结构,直径约为300 nm,管长约为800 nm;AgBr/g-C_(3)N_(4)-20%复合光催化剂比表面积可达为40.727 m^(2)/g,孔体积0.110 cm^(3)/g,孔半径为17.171 nm。以罗丹明B(RhB)为模拟污染物,考察光催化降解性能,结果表明AgBr/g-C_(3)N_(4)质量比为20%时,可见光催化80 min后,RhB降解率可达到97.4%。光催化机理研究表明,空穴(h+)是光催化降解RhB的主要活性物种,其次为超氧自由基(·O_(2)-)与羟基自由基(·OH),根据能带理论推测AgBr/g-C_(3)N_(4)符合Z型电荷转移机制。

晶体(ZnKPO_4·6H_2O)∶VO^(2+)的自旋哈密顿参数及局域结构

基于晶体场理论和电荷转移机制,采用双旋-轨耦合参量模型的3d^1离子在D_(4h)对称的晶场中自旋哈密顿参量的高阶微扰公式和晶场能级公式,计算了(ZnKPO_4·6H_2O)∶VO^(2+)晶体的光吸收谱和自旋哈密顿参量。本文不仅考虑了晶场机制,同时也考虑了电荷转移机制。计算结果与实验数据是一致的。说明电荷转移机制对(ZnKPO_4·6H_2O)∶VO^(2+)晶体的自旋哈密顿参量的结果有不可忽略的作用。

过渡金属Ag、Ir和Re搀杂硅半导体团簇的电子结构和性质的理论研究

半导体团簇由于其在微电子工业的应用倍受人们关注;而过渡金属搀杂在半导体Si和Ge材料形成不同于原来材料性质的新材料,因此引起了物理化学界的广泛关注和兴趣[1-9].

半导体材料

1998年 IEEE 国际绝缘体上硅(SOI)会议于该年的10月5日至8日在佛罗里达州的 Stuart 召开。会议录收录了会上发表的84篇论文,内容主要涉及 SOI材料的研究与开发,SOI 的可靠性和应用,SOI 器件,包括:SOI MOSFET,SOI CMOS,SOI 横向 BJT 等方面。