石墨烯在光生电荷分离与传输机制中的作用

1

作者 赵涛涛 赵高峰 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第4期87-91,96,共6页

基于不同质量分数(0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%和2.4%)还原氧化石墨烯(RGO),合成了Cu-_4Bi_4S_9(CBS)与RGO复合体系(CBS-RGO),并制备了Zn_2SnO_4/Cu_4Bi_4S_9(ZTO/CBS)、Zn_2SnO_4/Cu_4Bi_4S_9-RGO(ZTO/CBS-RGO)两类异质结以及体相异... 基于不同质量分数(0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%和2.4%)还原氧化石墨烯(RGO),合成了Cu-_4Bi_4S_9(CBS)与RGO复合体系(CBS-RGO),并制备了Zn_2SnO_4/Cu_4Bi_4S_9(ZTO/CBS)、Zn_2SnO_4/Cu_4Bi_4S_9-RGO(ZTO/CBS-RGO)两类异质结以及体相异质结太阳能电池。对于CBS-RGO,随着RGO质量分数从0.4%增加到1.6%,其光伏响应逐渐增强,当RGO质量分数超过1.6%时,其光伏响应逐渐减弱。表面光电压谱测试结果表明:ZTO/CBS-RGO呈现出优于ZTO/CBS的光伏响应;在正外电场诱导下,ZTO/CBS-RGO仍然具有优于ZTO/CBS的光伏响应。此外,ZTO/CBS和ZTO/CBS-RGO两类体相异质结太阳能电池最高光电转换效率分别为1.2%和2.8%,表明复合RGO可有效提高光生电荷分离效率。 展开更多

关键词 光伏响应 异质结 光生电荷分离 光电转换效率

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异质结光催化材料中光生电荷分离方向和效率的调控及对光催化活性的影响

2

作者 刘振兴 《西部皮革》 2018年第19期135-135,共1页

半导体异质结材料因为具有较高的电荷分离效率,因此在光催化领域的应用极为广泛,尤其是近些年来科技的发展和进步,也为该技术的应用提供了更为广阔的空间。但是,在异质结材料中,由于界面电场的特性对于光催化活性的影响并不是十分的明明... 半导体异质结材料因为具有较高的电荷分离效率,因此在光催化领域的应用极为广泛,尤其是近些年来科技的发展和进步,也为该技术的应用提供了更为广阔的空间。但是,在异质结材料中,由于界面电场的特性对于光催化活性的影响并不是十分的明明确,其分离方向和效率的调控及其对光催化活性的影响还有待商榷。为此,本文尝试以ZnO/Cu2O异质结作为研究模型,探讨光生电荷分离方向和效率,分析其对光催化活性的影响。 展开更多

关键词 异质结 光催化材料 光生电荷分离方向 效率 活性影响

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内建电场调控光生电荷分离效率的研究进展 被引量：1

3

作者 周月娥 陈雪冰 张静 《石油化工高等学校学报》 CAS 2021年第3期1-6,共6页

光催化技术是解决现今环境污染和能源危机的重要手段之一,然而大部分催化剂的光催化效率较低,提高光生电荷的分离是提高光催化效率的一种有效方法。首先对催化剂的光催化原理进行了概述;结合近年来国内外在提高光生电荷分离效率方面取... 光催化技术是解决现今环境污染和能源危机的重要手段之一,然而大部分催化剂的光催化效率较低,提高光生电荷的分离是提高光催化效率的一种有效方法。首先对催化剂的光催化原理进行了概述;结合近年来国内外在提高光生电荷分离效率方面取得的最新成果及进展,从内建电场的产生机理入手,综述了半导体p-n结、异相结、极化表面和铁电材料极化对光生电荷分离效率及光催化性能的影响;最后对内建电场在未来光催化领域的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 半导体 光催化 光生电荷分离 内建电场

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热处理对二氧化钛/氧化铜复合材料晶体结构与光生电荷分离率的影响

4

作者 吴小强 胥巧 +3 位作者 覃凤秋 陈鸿锦 王牟博 朱晓东 《成都大学学报（自然科学版）》 2022年第3期315-318,330,共5页

采用溶胶凝胶法制备了二氧化钛/氧化铜复合材料,研究了热处理温度对复合材料晶体结构与光生电荷分离率的影响,结果表明400℃煅烧时TiO_(2)为锐钛矿,Cu/Ti摩尔比达到20%时出现CuO相.500℃煅烧时TiO_(2)仍为锐钛矿,Cu/Ti摩尔比达到10%时出... 采用溶胶凝胶法制备了二氧化钛/氧化铜复合材料,研究了热处理温度对复合材料晶体结构与光生电荷分离率的影响,结果表明400℃煅烧时TiO_(2)为锐钛矿,Cu/Ti摩尔比达到20%时出现CuO相.500℃煅烧时TiO_(2)仍为锐钛矿,Cu/Ti摩尔比达到10%时出现CuO相.600℃煅烧时TiO_(2)为大量锐钛矿与少量金红石组成的混晶结构,Cu元素的加入促进了相变.对纯TiO_(2),500℃煅烧时光生电荷与空穴分离率最高;TiO_(2)/CuO复合材料的光生电荷分离率明显高于纯TiO_(2). 展开更多

关键词 TiO_(2)/CuO 热处理 晶体结构 光生电荷分离率

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Fe_2O_3半导体中光生电荷分离和传输研究进展

5

作者 苏暐光 马保军 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第31期75-79,共5页

利用自然界丰富的太阳能光电催化分解水制氢是解决能源问题的理想方法之一,也是光催化领域最具挑战性的课题之一。Fe2O3半导体由于其禁带宽度窄,具有优异的可见光吸收性能,而且对环境友好、来源丰富、价格低廉,有望成为未来光催化领域... 利用自然界丰富的太阳能光电催化分解水制氢是解决能源问题的理想方法之一,也是光催化领域最具挑战性的课题之一。Fe2O3半导体由于其禁带宽度窄,具有优异的可见光吸收性能,而且对环境友好、来源丰富、价格低廉,有望成为未来光催化领域的重要材料。但Fe2O3半导体中光生电子-空穴的复合速率很快,导致其光化学能转化效率很低。综述了近年Fe2O3半导体中光生电荷分离和传输的研究进展,从杂原子掺杂、半导体复合、Fe2O3半导体微观形貌控制3个方面分析了影响Fe2O3半导体光催化剂光电转化效率的因素,提出有效抑制光生电子-空穴的复合是提高Fe2O3半导体光电催化分解水活性的关键。论述了Fe2O3半导体光催化剂的构成原理、设计思想、目前效果以及存在问题,展望了Fe2O3半导体光催化剂研究的发展趋势。 展开更多

关键词 FE2O3 光生电荷分离和传输 光电催化 分解水 太阳能

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TiO2/石墨烯复合材料的光生电荷分离调控与光催化产氢性能研究 被引量：9

6

作者 郭宇 李燕瑞 +2 位作者 王成名 龙冉 熊宇杰 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第6期520-524,共5页

半导体光生电荷分离是光催化过程中的关键步骤之一,其效率极大地影响了最终光催化性能.将TiO2纳米片与石墨烯复合,能够促进TiO2中光生电子和空穴的分离,从而提高其光催化活性.为了研究光生电荷的分离对TiO2/石墨烯复合材料光催化性能的... 半导体光生电荷分离是光催化过程中的关键步骤之一,其效率极大地影响了最终光催化性能.将TiO2纳米片与石墨烯复合,能够促进TiO2中光生电子和空穴的分离,从而提高其光催化活性.为了研究光生电荷的分离对TiO2/石墨烯复合材料光催化性能的影响,通过调控TiO2纳米片的尺寸来调节TiO2/石墨烯复合材料中光生电荷分离的能力,然后研究其对TiO2/石墨烯复合材料光催化性能的影响.合成了一系列不同厚度的TiO2纳米片,将其与石墨烯复合,并通过光沉积负载Pt纳米颗粒作为助催化剂,用于光催化产氢.实验结果显示,随着TiO2纳米片厚度减小,其与石墨烯形成的复合结构的光催化性能显著提高.这主要是由于TiO2纳米片厚度减小时,光生电子沿厚度方向穿过TiO2纳米片迁移到石墨烯的距离缩短,从而减少了光生电子在迁移过程中与空穴的复合;同时TiO2纳米片厚度减小使其比表面积增大,使得TiO2/石墨烯界面面积增大,从而使石墨烯更好地分离出TiO2中的光生电子,有更多的光生电子到达石墨烯参与催化反应,提高TiO2/石墨烯复合材料的光催化性能.此研究表明通过控制TiO2纳米片的尺寸来调控TiO2/石墨烯复合材料中光生电子和空穴的分离,是显著提高其光催化性能的有效途径. 展开更多

关键词 TIO2 纳米片/石墨烯 光生电荷分离 纳米片尺寸 电子迁移 界面

原文传递

三维g-C_(3)N_(4)泡沫负载Cu(OH)2纳米片的制备及其光催化还原CO_(2)性能 被引量：1

7

作者 方伟 孙志敏 +4 位作者 赵雷 陈辉 何漩 杜星 王大珩 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期141-150,共10页

为了改善g-C_(3)N_(4)光催化还原CO_(2)过程中的气体传质、吸附和光生电荷分离效率,分别从泡沫孔结构构筑和构建异质结两方面进行光催化材料设计。采用表面活性剂发泡法制备g-C_(3)N_(4)泡沫(g-C_(3)N_(4)Foam),以此为基体通过化学镀铜... 为了改善g-C_(3)N_(4)光催化还原CO_(2)过程中的气体传质、吸附和光生电荷分离效率,分别从泡沫孔结构构筑和构建异质结两方面进行光催化材料设计。采用表面活性剂发泡法制备g-C_(3)N_(4)泡沫(g-C_(3)N_(4)Foam),以此为基体通过化学镀铜和氢氧化处理制备g-C_(3)N_(4)泡沫负载Cu(OH)2纳米片(Cu(OH)_(2)/CNF)复合材料,对其结构和光催化性能进行分析。结果表明:g-C_(3)N_(4)Foam和Cu(OH)_(2)/CNF均展现出发达的三维微米孔网络结构,这种结构可从动力学层面优化CO_(2)在气-固催化反应中的传质和吸附,使CO_(2)吸附容量分别达到3.97 cm^(3)/g和3.59 cm^(3)/g,为g-C_(3)N_(4)粉末的2.96倍和2.68倍;同时,Cu(OH)_(2)/CNF样品中还形成大量二维Cu(OH)_(2)纳米片结构,不仅可以拓宽复合材料的光利用范围,还可通过g-C_(3)N_(4)/Cu(OH)_(2)异质结的构建促进光生电子向Cu(OH)_(2)表面转移,提升光生电荷分离效率;制备的Cu(OH)_(2)/CNF复合样品CO产率达到11.041μmol·g^(-1)·h^(-1),为g-C_(3)N_(4)Foam和g-C_(3)N_(4)粉末样品的2.76倍和6.83倍。 展开更多

关键词 g-C_(3)N_(4)泡沫 Cu(OH)_(2)纳米片 CO_(2)吸附 光生电荷分离 光催化还原CO_(2)

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N,S共掺杂纳米TiO2：水解-溶剂热法合成及可见光催化活性 被引量：10

8

作者 谢明政 冯玉杰 +2 位作者 栾鹏 边辑 井立强 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2081-2086,共6页

采用简单的两相分离的水解-溶剂热法,以硫脲为非金属原料,可控地制备了N,S共掺杂的纳米TiO2。所获得的纳米TiO2平均粒径为10 nm、粒径分布集中,且分散性好。N,S共掺杂拓展了纳米TiO2对可见光的响应范围。气氛可控的表面光电压谱(SPS)的... 采用简单的两相分离的水解-溶剂热法,以硫脲为非金属原料,可控地制备了N,S共掺杂的纳米TiO2。所获得的纳米TiO2平均粒径为10 nm、粒径分布集中,且分散性好。N,S共掺杂拓展了纳米TiO2对可见光的响应范围。气氛可控的表面光电压谱(SPS)的测试结果表明,N,S共掺杂引起的表面态能够捕获光生空穴,进而有利于光生电荷分离。在可见光催化氧化水产氧及降解污染物乙醛的过程中,共掺杂的纳米TiO2表现出了高的活性,甚至优越于N掺杂的。这主要归因于N,S共掺杂的纳米TiO2分散性好、可见光吸收强和光生电荷分离高。 展开更多

关键词 TiO2 N S共掺杂 水解-溶剂热法 光生电荷分离 可见光催化

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金红石相TiO_2纳米棒的氢化处理及其光催化活性 被引量：7

9

作者 崔海琴 井立强 +1 位作者 谢明政 李志君 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1903-1908,共6页

以钛酸四丁酯为钛源,通过盐酸调制的水热法制备出了具有棒状结构的金红石相纳米TiO2,并进一步进行高温氢化处理.采用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),紫外-可见-近红外漫反射(UV-Vis-NIR DRS),电子顺磁共振(EPR)和表面光伏(SPS)等测试手... 以钛酸四丁酯为钛源,通过盐酸调制的水热法制备出了具有棒状结构的金红石相纳米TiO2,并进一步进行高温氢化处理.采用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),紫外-可见-近红外漫反射(UV-Vis-NIR DRS),电子顺磁共振(EPR)和表面光伏(SPS)等测试手段对样品进行表征,以气相乙醛和液相苯酚为目标污染物考察催化剂的光催化活性.结果表明:随着高温氢化处理时间的延长,TiO2样品的可见光吸收逐渐增强,其颜色逐渐由白色转变成灰色,这主要与引入的Ti3+/氧空位缺陷有关.表面光电压谱和羟基自由基测试表明,适当时间的氢化处理有利于光生电荷的分离.在光催化氧化降解气相乙醛和液相苯酚过程中,经适当时间氢化处理的样品表现出高的可见光催化活性.并且可见光催化活性的规律与紫外光下的是一致的.这是因为氢化处理后在导带底下方引入了缺陷能级,拓展了可见光响应.过度的氢化处理会在TiO2导带下方引入较低的缺陷能级,使光生电荷的复合加剧,导致光催化活性降低. 展开更多

关键词 TIO2 氢化处理 缺陷 光生电荷分离 光催化

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氮掺杂石墨烯与g-C3N4二维异质体对纳米Fe2O3光催化剂的复合改性 被引量：7

10

作者 王金双 秦川丽 +4 位作者 王虹涧 李佳栋 张旭良 陈双影 井立强 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期246-251,共6页

使用相分离的水解-溶剂热法制备了α-Fe_2O_3纳米粒子,通过简单的湿化学法实现了质量分数为3%的石墨烯、氮掺杂石墨烯和g-C_3N_43种二维异质体对纳米α-Fe_2O_3的复合改性,并比较了3种二维异质体对α-Fe_2O_3光催化活性的影响.结果表明... 使用相分离的水解-溶剂热法制备了α-Fe_2O_3纳米粒子,通过简单的湿化学法实现了质量分数为3%的石墨烯、氮掺杂石墨烯和g-C_3N_43种二维异质体对纳米α-Fe_2O_3的复合改性,并比较了3种二维异质体对α-Fe_2O_3光催化活性的影响.结果表明,在光催化还原二氧化碳和降解液相苯酚过程中,二维异质体的复合均提高了纳米α-Fe_2O_3的光催化活性,氮掺杂石墨烯对α-Fe_2O_3的改性效果优于石墨烯,其中g-C_3N_4对α-Fe_2O_3的改性效果最优.通过表面光电压谱、光电化学及羟基自由基等测试,确认二维异质体的复合改性主要通过促进纳米α-Fe_2O_3的光生电荷分离和提高活性中间组分(羟基自由基)的含量提高纳米α-Fe_2O_3的光催化活性. 展开更多

关键词 纳米Α-FE2O3 二维异质体复合改性 光生电荷分离 二氧化碳还原 污染物降解

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磷酸修饰对纳米Fe_2O_3热稳定性及光催化性能的影响 被引量：4

11

作者 孟庆强 孙婉婷 +1 位作者 栾云博 井立强 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1782-1787,共6页

通过溶液浸渍蒸干过程实现了磷酸对Fe2O3纳米粒子的表面修饰,研究了磷酸修饰对纳米Fe2O3的热稳定性及光催化活性的影响.结果表明,磷酸修饰显著提高了Fe2O3的热稳定性,主要归因于磷酸修饰在样品表面抑制了粒子之间的团聚生长.同时,在光... 通过溶液浸渍蒸干过程实现了磷酸对Fe2O3纳米粒子的表面修饰,研究了磷酸修饰对纳米Fe2O3的热稳定性及光催化活性的影响.结果表明,磷酸修饰显著提高了Fe2O3的热稳定性,主要归因于磷酸修饰在样品表面抑制了粒子之间的团聚生长.同时,在光催化降解气相乙醛和液相苯酚的测试中,磷酸修饰后热处理温度为600℃的样品表现出了最佳的可见光催化性能,这主要归因于该样品具有高晶化度、小粒子尺寸及大比表面积,并且适量的修饰有利于其光催化性能的提高. 展开更多

关键词 三氧化二铁 热稳定性 光生电荷分离 光催化 无色污染物降解

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酞菁铜对纳米α-Fe2O3光催化剂的表面改性 被引量：2

12

作者 陈双影 慕志远 +2 位作者 李志君 曲阳 井立强 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期134-139,共6页

为推动纳米氧化铁基光催化材料在水体环境修复领域中的应用,针对氧化铁半导体导带底能级位置较正而导致的光生电子热力学还原能力不足及其表面催化活化O2位点少的科学问题,在控制合成小尺寸纳米氧化铁的基础上,通过复合改性实现对其光... 为推动纳米氧化铁基光催化材料在水体环境修复领域中的应用,针对氧化铁半导体导带底能级位置较正而导致的光生电子热力学还原能力不足及其表面催化活化O2位点少的科学问题,在控制合成小尺寸纳米氧化铁的基础上,通过复合改性实现对其光生电子的有效调控是关键.首先利用尿素调制的相分离水解-溶剂热法制备了小尺寸纯相α-Fe2O3.在此基础上,通过简单的湿化学法实现了CuPc对α-Fe2O3纳米粒子的表面改性.结果表明:所获得的最佳样品(CuPc和α-Fe2O3的质量比为1%)的光催化降解2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的活性达到了纯α-Fe2O3的2.5倍;利用紫外-可见漫反射光谱(DRS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、激光拉曼光谱(Raman)等手段对其进行了结构表征,揭示了CuPc与α-Fe2O3之间通过氢键作用实现有效连接;基于羟基自由基荧光测试及电化学分析表明光催化活性提高的主要原因有:CuPc的引入有效改善了其光生电荷分离效率,并且进一步促进了O2的活化;CuPc对长波可见光的特征吸收进一步改善了其可见光利用范围.该策略也适用于其他过渡金属酞菁对α-Fe2O3的修饰,并且均改善了α-Fe2O3的光催化性能. 展开更多

关键词 Α-FE2O3 CuPc修饰 环境光催化 光生电荷分离 2 4-DCP降解

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TiO_2/Bi_2O_3纳米复合体的制备及可见光催化产氢性能 被引量：1

13

作者 史丽娜 曲阳 +2 位作者 李志君 孙莉群 井立强 《影像科学与光化学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期426-433,共8页

首先采用相分离的水解-溶剂热法制备了Bi2O3纳米粒子,然后利用简单的湿化学法在Bi2O3表面负载不同比例的TiO2纳米颗粒,进而得到TiO2/Bi2O3纳米复合体。通过气氛调控的表面光电压谱(SPS)等测试表明,表面负载适量的TiO2后能够提高Bi2O3光... 首先采用相分离的水解-溶剂热法制备了Bi2O3纳米粒子,然后利用简单的湿化学法在Bi2O3表面负载不同比例的TiO2纳米颗粒,进而得到TiO2/Bi2O3纳米复合体。通过气氛调控的表面光电压谱(SPS)等测试表明,表面负载适量的TiO2后能够提高Bi2O3光生电荷分离。可见光催化产氢和降解污染物测试结果进一步证明,表面负载适量的TiO2后可显著提高其可见光催化活性,其中Ti/Bi摩尔比为7%时具有最高的光催化活性。这主要归因于TiO2具有较为合适的导带能级位置,可以接收Bi2O3在可见光激发下所产生的高能级电子,从而抑制光生电子-空穴对复合,并且维持了高能级电子较高的还原能力。 展开更多

关键词 BI2O3 TiO2/Bi2O3纳米复合体 光生电荷分离 可见光光催化 产氢

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TiO_2/CoTiO_3纳米复合体的制备及可见光催化产氢性能

14

作者 孙宁 曲阳 井立强 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2016年第18期2105-2109,2129,共6页

为了提高CoTiO_3的可见光催化产氢活性,采用溶剂热法制备了CoTiO_3纳米棒,然后采用湿化学法将TiO_2纳米颗粒复合在CoTiO_3纳米棒表面,获得不同TiO_2与CoTiO_3质量比的TiO_2/CoTiO_3纳米复合体。研究结果表明,复合适量的TiO_2纳米颗粒能... 为了提高CoTiO_3的可见光催化产氢活性,采用溶剂热法制备了CoTiO_3纳米棒,然后采用湿化学法将TiO_2纳米颗粒复合在CoTiO_3纳米棒表面,获得不同TiO_2与CoTiO_3质量比的TiO_2/CoTiO_3纳米复合体。研究结果表明,复合适量的TiO_2纳米颗粒能够改善CoTiO_3纳米棒的可见光催化产氢活性,其中TiO_2占CoTiO_3质量分数为10%时,可见光催化性能最优。表面光电压谱等测试证明,在可见光激发下,CoTiO_3产生的高能级电子可以有效转移到TiO_2的导带上,进而既可促进光生电荷的空间分离,又在一定程度上维持了高能级电子的还原能力。因此,TiO_2/CoTiO_3纳米复合体表现出了高可见光催化活性。 展开更多

关键词 物理化学 TiO2/CoTiO3纳米复合体 光生电荷分离 表面光电压谱 可见光催化产氢

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Fe2O3/PVDF光催化膜的制备及降解苯酚研究 被引量：3

15

作者 刘全諹 齐明亮 +3 位作者 吕国琴 马啸宙 土鹏政 周海祎 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期36-40,共5页

采用具有压电效应的聚偏氟乙烯(PVDF)为基底,以窄带系的Fe2O3为吸光主体,制备出了Fe2O3/PVDF光催化膜,采用X射线衍射仪(XRD)、电化学测试等对其进行结构表征和光电性能测试,并用于光催化降解苯酚。结果表明,与单一的Fe2O3相比,复合薄膜... 采用具有压电效应的聚偏氟乙烯(PVDF)为基底,以窄带系的Fe2O3为吸光主体,制备出了Fe2O3/PVDF光催化膜,采用X射线衍射仪(XRD)、电化学测试等对其进行结构表征和光电性能测试,并用于光催化降解苯酚。结果表明,与单一的Fe2O3相比,复合薄膜的光生电荷分离效率显著提高。这与PVDF受力情况下能够产生一定的负电压,进而诱导空穴向催化剂表面迁移有关。Fe2O3/PVDF表现出显著改善的光催化降解苯酚性能,在搅拌条件下,Fe2O3/PVDF薄膜样品的1 h内对苯酚去除率可达到59.8%,最高约为单一Fe2O3的2倍。所制备的光催化膜在5次循环使用后性能没有明显衰减,说明其在重复使用上具有优势。 展开更多

关键词 FE2O3 聚偏氟乙烯 光催化膜 光生电荷分离 苯酚降解

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计算研究改性WS 2/GQDs异质结构的电学和光催化性能

16

作者 朱燃燃 李宁 +1 位作者 晋民杰 范英 《太原科技大学学报》 2020年第4期291-296,301,共7页

太阳能吸收和光诱导电荷的分离和转移是提高光催化性能的关键。基于密度泛函理论,通过密度泛函理论计算,研究了石墨烯量子点(graphene quantum dots,GQDs)、纯WS2和O改性WS2、GQDs基异质结构的结构、电学和光催化性能。通过形成能和结... 太阳能吸收和光诱导电荷的分离和转移是提高光催化性能的关键。基于密度泛函理论,通过密度泛函理论计算,研究了石墨烯量子点(graphene quantum dots,GQDs)、纯WS2和O改性WS2、GQDs基异质结构的结构、电学和光催化性能。通过形成能和结合能分析发现,O容易取代S原子,并且取代后形成的结构模型比较稳定。与GQDs相比,WS2/GQDs和O-WS2/GQDs异质结构的吸收峰红移,吸收强度也显著增加,同时形成了典型的type-Ⅱ能级结构,这能够捕获更多的太阳光和促进光生电荷的分离和转移。O掺杂可以改变O-WS2/GQDs的电子结构,使之有利于光催化。因此,这项工作为设计新的GQDs基异质结构,提高太阳能的吸收和转换效率提供了一个有前景的方法。 展开更多

关键词 改性WS2/GQDs异质结构 密度泛函理论计算 type-Ⅱ能级结构 光生电荷分离和转移

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氟离子对半导体金属氧化物的表面性质调控及光催化性能影响研究

17

作者 本刊编辑部 《信阳师范学院学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第4期F0003-F0003,共1页

国家自然科学基金项目“氟离子对半导体金属氧化物的表面性质调控及光催化性能影响研究”(项目号:21902140)由我校化学化工学院刘小刚博士主持.能源危机与环境污染是当今世界面临的两大难题,开发一种高效、可循环利用的清洁能源是未来... 国家自然科学基金项目“氟离子对半导体金属氧化物的表面性质调控及光催化性能影响研究”(项目号:21902140)由我校化学化工学院刘小刚博士主持.能源危机与环境污染是当今世界面临的两大难题,开发一种高效、可循环利用的清洁能源是未来科学发展的焦点.太阳能被认为是21世纪最清洁的能源,而半导体光催化技术不仅可以直接将太阳辐射能转化为化学能,而且可以利用太阳能降解有机污染物、还原重金属离子、实现自清洁等,因而是一种极具发展潜力的新能源技术.金属氧化物是当前应用最广泛的一类半导体光催化材料,调控其表界面性质、提高光生电荷的分离效率、开发具有高效光催化性能的光催化剂一直是光催化领域的研究重点.该项目拟理性利用F^-独特的化学和结构性质,通过控制前驱体、温度、反应时间、反应介质等合成条件,系统研究F^-对几种典型金属氧化物半导体材料的比表面积、孔结构、表面吸附类型、亲/疏水性能、光吸收性能、表面原子/电子结构等影响.利用超快瞬态光谱、原位光照表面光电子能谱、理论计算等手段系统研究F^-对其光生电荷分离、迁移及传输的影响及作用机制.进一步促进光生载流子的有效分离,开发一种新颖的F^-调控半导体金属氧化物表面性质、提高光生电荷分离效率及光催化性能的普适性方法,为设计、合成具有更高光催化活性的新型半导体金属氧化物材料提供相应的实验和理论依据.该研究项目的实施可以有效解决金属氧化物表面性质难以控制及光催化活性较低的关键科学问题,并且在不同种类的半导体光催化材料研究领域具有通用性和实用性. 展开更多

关键词 光生电荷分离 化学化工学院 表面性质 氟离子 光生载流子 金属氧化物 表界面 太阳辐射能

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离子液体辅助制备AgCl/Ag_(2)O复合光催化剂

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作者 张英 陈彦百 +2 位作者 李敏娇 张述林 王亚芹 《贵金属》 CAS 北大核心 2022年第4期37-42,共6页

在离子液体[CPMIm]Cl辅助下,采用沉淀法原位制备了AgCl/Ag_(2)O复合光催化剂。采用X射线衍射仪(XRD)、能量散射光电子能谱(EDS)、扫描电镜(SEM)、比表面仪(BET)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对AgCl/Ag_(2)O复合光催化剂结构、组... 在离子液体[CPMIm]Cl辅助下,采用沉淀法原位制备了AgCl/Ag_(2)O复合光催化剂。采用X射线衍射仪(XRD)、能量散射光电子能谱(EDS)、扫描电镜(SEM)、比表面仪(BET)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对AgCl/Ag_(2)O复合光催化剂结构、组成、形貌、比表面积和光吸收性能进行了表征;运用表面光电压谱(SPS)对异质结光催化剂的光生电荷分离特性进行了研究。考察了AgCl/Ag_(2)O复合光催化剂对模拟污染物甲基橙的光催化降解性能。结果表明,AgCl的存在抑制了Ag_(2)O颗粒的生长,增加了复合光催化剂的比表面积和孔容积。AgCl与Ag_(2)O的原位复合有效提高了复合光催化剂光生e^(-)/h^(+)对分离速率,增强了复合光催化剂对甲基橙的光催化降解。捕获测试表明·O_(2)^(-)是光催化降解甲基橙的主要活性自由基。 展开更多

关键词 光催化 AgCl/Ag_(2)O 异质结 光生电荷分离

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全固态Z型光催化体系研究进展 被引量：1

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作者 方鹏飞 王忠川 +1 位作者 于欢 王卫伟 《山东理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2019年第4期20-27,共8页

全固态Z型光催化体系能够促进光生电荷的分离、迁移和复合,同时又能抑制逆反应的发生。从全固态Z型光催化体系的构成、光催化机理及应用出发,详细阐述了全固态Z型光催化体系的优越性;同时以g-C_3N_4、BiVO_4为例,综述了近年来全固态Z型... 全固态Z型光催化体系能够促进光生电荷的分离、迁移和复合,同时又能抑制逆反应的发生。从全固态Z型光催化体系的构成、光催化机理及应用出发,详细阐述了全固态Z型光催化体系的优越性;同时以g-C_3N_4、BiVO_4为例,综述了近年来全固态Z型光催化体系的研究进展。 展开更多

关键词 Z型光催化体系 光生电荷载流子分离 g-C3N4 BIVO4

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甘露醇与酸碱度协同调控氧空位修饰钼酸铋纳米棒的合成及其高效光催化固氮活性 被引量：2

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作者 王国安 邓全花 +1 位作者 李海平 侯万国 《Science China Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第4期1435-1446,共12页

半导体中氧空位(Ov)能够吸附和活化N_(2)分子,是光催化N_(2)还原反应(NRR)的活性位点,但仍亟待开发简单、有效的形成Ov的方法.本文通过甘露醇存在下的水热过程,在Bi_(2)MoO_(6)纳米短棒(BMO SNR)中的Mo位点上选择性形成Ov,且样品的Ov含... 半导体中氧空位(Ov)能够吸附和活化N_(2)分子,是光催化N_(2)还原反应(NRR)的活性位点,但仍亟待开发简单、有效的形成Ov的方法.本文通过甘露醇存在下的水热过程,在Bi_(2)MoO_(6)纳米短棒(BMO SNR)中的Mo位点上选择性形成Ov,且样品的Ov含量、SNR长度与直径以及比表面积均可通过pH进行有效调控.含Ov最多的BMO SNR呈现最强的可见光吸收、光生电荷分离和光催化NRR性能,其纯水中NRR速率约为无甘露醇存在下合成的BMO纳米片的107倍,420 nm表观量子产率达到了2.78%,优于所有报道的BMO基光催化剂.本文提出了一种新颖、简单的方法对BMO进行形貌调控,且选择性形成Ov,从而增进其光催化NRR活性. 展开更多

关键词 光生电荷分离 形貌调控 BMO 还原反应 光催化 氧空位 甘露醇 协同调控

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