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MOF衍生的g-C3N4/ZnIn2S4 S型异质结:界面工程增强光催化NO转化 认领 引用 被引量:1
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作者 邱艳平 张佳桐 +3 位作者 李林萍 高旸钦 李宁 戈磊 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2026年第4期121-136,共16页
为应对大气中日益严峻的氮氧化物(NOx)污染问题,亟需开发兼具高效性与高选择性的光催化剂。本研究构建了g-C3N4/ZnIn2S4(CN/ZIS)S型异质结光催化剂,其中通过MOF衍生策略合成了具有中空管状形貌的ZnIn2S4,g-C3N_(4... 为应对大气中日益严峻的氮氧化物(NOx)污染问题,亟需开发兼具高效性与高选择性的光催化剂。本研究构建了g-C3N4/ZnIn2S4(CN/ZIS)S型异质结光催化剂,其中通过MOF衍生策略合成了具有中空管状形貌的ZnIn2S4,g-C3N4则作为高效电子转移平台。优化后的CN/ZIS-0.1在可见光照射下表现出显著提升的光催化性能,NO去除效率达67.29%,显著高于原始g-C3N4(41.41%)和ZIS(27.8%);同时NO向硝酸盐的选择性转化率达到77.47%,亦明显优于g-C3N4(49.01%)。材料表征结果表明,CN/ZIS-0.1不仅有更宽的光吸收范围,其独特结构还提供了更多反应位点。光电化学测试与DFT计算进一步证实,CN/ZIS界面形成的内建电场(BIEF)驱动光生电子向g-C3N4表面迁移、空穴向ZIS表面定向迁移,从而促进关键活性物种生成并增强NO吸附。本工作不仅证明了MOF衍生中空结构与二维半导体耦合构建S型异质结在NO光催化氧化中的潜力,还为开发高选择性NO光催化剂提供有效策略。 展开更多
关键词 光催化 NO转化 g-C3N4/ZnIn2S4异质 界面工程 S型异质
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原位构筑双S-Scheme NiO/Fe2O3/g-C3N4异质结协同可见光-Fenton催化降解土霉素 认领 引用 被引量:1
2
作者 毛娜 马欣玥 唐嘉璇 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第1期146-158,共13页
针对g-C3N4对可见光响应效率低和光生电子-空穴分离效率较低的问题,提出将半导体负载到g-C3N4表面的方法,可以提升g-C3N4在光催化降解有机污染物中的应用。文中采用浸渍法合成了三元复合材料NiO/Fe2O3/g-C3N... 针对g-C3N4对可见光响应效率低和光生电子-空穴分离效率较低的问题,提出将半导体负载到g-C3N4表面的方法,可以提升g-C3N4在光催化降解有机污染物中的应用。文中采用浸渍法合成了三元复合材料NiO/Fe2O3/g-C3N4,对复合材料进行X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、荧光光谱(PL)等表征,研究NiO/Fe2O3/g-C3N4复合材料对土霉素(OTC)光催化降解的性能。研究结果表明,在可见光-类Fenton体系中,OTC的降解率达89.1%。在添加空穴捕获剂三乙醇胺后,OTC溶液的降解效率由89.1%下降至42.1%,空穴(h+)、超氧自由基(·O2-)和羟基自由基(·OH)是OTC降解过程的主要影响因素。复合材料具有良好的光催化性能是因为Fe2O3与NiO半导体和g-C3N4形成双S-Scheme异质结可以有效地将电子和空穴分离,抑制电子空穴复合。研究结论为异质结催化剂协同光-Fenton在污水处理中的应用提供参考。 展开更多
关键词 光催化降解 双S-Scheme NiO/Fe2O3/g-C3N4复合材料 异质 可见光-Fenton体系 土霉素
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g-C3N4/Bi2MoO6S型异质结非均相光催化还原CO2制备太阳燃料及强化机制研究 认领 引用
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作者 方瑞明 陈杨林 +2 位作者 孙佳俊 杨仲卿 楚化强 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期1661-1667,共7页
可见光催化还原CO2制备太阳燃料是实现碳中和、缓解能源危机的重要突破口。本研究成功制备了g-C3N4纳米空心球壳和超薄Bi2MoO6纳米片并通过静电组装合成了S型3D/2D异质结。其在可见光激发下催化还原CO2活性高达38.69... 可见光催化还原CO2制备太阳燃料是实现碳中和、缓解能源危机的重要突破口。本研究成功制备了g-C3N4纳米空心球壳和超薄Bi2MoO6纳米片并通过静电组装合成了S型3D/2D异质结。其在可见光激发下催化还原CO2活性高达38.69μmol·g-1·h-1,相较于两种单一组成材料分别提升了9.9倍及3.7倍。当两种材料紧密接触形成界面时,会产生一个从g-C3N4指向Bi2MoO6的界面电场。在能带弯曲、界面电场和电位差的协同作用下,界面处光激发电子的迁移路径呈现S型流动。这种S型异质结不仅拓宽了光谱响应范围,增强了光生载流子的分离效率,而且保留了原有组分的强氧化还原能力。本工作综合了异质结构建和形貌调控,实现了光催化性能的协同提升,为开发高效光催化还原CO2异质结体系提供了有效策略。 展开更多
关键词 非均相催化 CO2 光催化 太阳燃料 异质
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双内建电场驱动的D-A COFs/ZnIn2S4 S型异质结加速电荷分离实现纯水中高效光合成H2O2 认领 引用
4
作者 郭杰 薛丽君 +3 位作者 宋发辉 李程鹏 陈卓 温丽丽 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2026年第4期137-150,共14页
构建双内建电场(IEF)驱动的S型异质结为光催化H2O2生产中的高效电荷分离与利用提供了一种极具前景的策略。本文报道了一种基于供体-受体共价有机框架(D-A COFs)TpAQ(由三醛基间苯三酚(Tp)和2,6-二氨基蒽醌(AQ)合成)与ZnIn2S_(4... 构建双内建电场(IEF)驱动的S型异质结为光催化H2O2生产中的高效电荷分离与利用提供了一种极具前景的策略。本文报道了一种基于供体-受体共价有机框架(D-A COFs)TpAQ(由三醛基间苯三酚(Tp)和2,6-二氨基蒽醌(AQ)合成)与ZnIn2S4(ZIS)构筑的双IEF驱动的S型异质结,其中双内建电场分别源自异质结界面和D-A COFs中的D-A界面。值得注意的是,通过同时利用氧还原反应和水氧化反应路径,优化后的TpAQ/ZIS-10在纯水中的可见光驱动产H2O2速率达到2362μmol g−1 h−1,显著高于单一组分TpAQ和ZIS。此外,实验结果与理论计算共同表明,TpAQ/ZIS异质结中双IEF的协同效应显著促进了载流子的传输与分离。本研究为构建具有双IEF的高效S型异质结提供了宝贵见解。 展开更多
关键词 双内建电场 S型异质 D-A COFs TpAQ/ZIS 光催化产H2O2
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TiO2/CdS/α-Fe2O3异质结构光阳极的制备及性能研究 认领 引用
5
作者 苏适 王立兴 +2 位作者 车致远 张丽娜 马晋文 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2026年第6期966-971,共6页
为改善TiO2光阳极的光吸收范围窄、光生载流子复合率高等问题,本研究采用水热法与连续离子层吸附反应法相结合的工艺,成功制备了TiO2/CdS/α-Fe2O3三元异质结薄膜。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见光吸收光谱和... 为改善TiO2光阳极的光吸收范围窄、光生载流子复合率高等问题,本研究采用水热法与连续离子层吸附反应法相结合的工艺,成功制备了TiO2/CdS/α-Fe2O3三元异质结薄膜。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见光吸收光谱和三电极光电测试系统对所制备光阳极的晶相、微观形貌、光学特性和光电化学性质进行了系统的表征和分析。测试结果显示,TiO2纳米片表面均匀负载CdS纳米颗粒,α-Fe2O3以规整纳米刺形态致密生长于复合体系表面;TiO2/CdS/α-Fe2O3三元异质结薄膜的光吸收边红移至595 nm,较纯TiO2和TiO2/CdS二元复合薄膜有显著拓宽,其最大光电流密度达2.37 mA/cm2,分别为纯TiO2和TiO2/CdS的24倍和1.9倍。研究表明,TiO2/CdS/α-Fe2O3光阳极的性能提升归因于CdS和α-Fe2O3拓宽了TiO2的光响应范围,以及三者形成了阶梯式能级结构,有效促进光生电子-空穴对的分离与输运,降低载流子复合率。本研究为TiO2基光阳极的结构优化与性能提升提供了可行方案和实验依据。 展开更多
关键词 TiO2 CdS α-Fe2O3 异质薄膜 光电化学性能
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2D/2D耦合构建ZnIn2S4/TiO2异质结及其增强的光催化还原CO2性能 认领 引用
6
作者 朱建华 杨鑫 茹凌杰 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期177-185,共9页
二氧化钛(TiO2)作为一种典型的光催化材料,因其优异的化学稳定性、无毒性和低成本等优势,在环境治理和能源转换领域得到了广泛应用。然而,较宽的带隙结构导致其只能吸收紫外光,而且块体材料中光生电子-空穴对的严重复合制约了量子效... 二氧化钛(TiO2)作为一种典型的光催化材料,因其优异的化学稳定性、无毒性和低成本等优势,在环境治理和能源转换领域得到了广泛应用。然而,较宽的带隙结构导致其只能吸收紫外光,而且块体材料中光生电子-空穴对的严重复合制约了量子效率。本研究采用水热法构筑了一种新型2D/2D耦合的ZnIn2S4(ZIS)@TiO2复合材料。该异质结构由超薄TiO2纳米笼与ZIS纳米片复合而成,具有独特的中空核壳形貌。复合20 mg TiO2纳米笼的ZIS-T20催化剂在400~720 nm宽波长范围内展现出显著增强的光吸收能力。在内建电场的作用下,光生电子无法从ZIS的导带(CB)向TiO2的CB迁移,而空穴从ZIS的价带(VB)转移至TiO2的VB却不受阻碍,这种空间分离效应使得ZIS中保留了具有较高还原电位的电子,克服了传统I型异质结还原电势降低的固有缺陷。在光催化CO2还原(PCR)性能测试中,ZIS@TiO2的催化性能得到显著提升,CO和CH4的生成速率分别达到58.87和12.03μmol·g-1·h-1,其中CO选择性高达83.03%,CO的生成速率较纯ZIS和TiO2分别提高了6.15倍和1.96倍。该工作不仅为设计高效2D/2D异质结光催化剂提供了新思路,也为深入理解界面电荷转移机制提供了重要参考。 展开更多
关键词 2D/2D耦合 TiO2纳米片 光催化CO2还原 异质 ZnIn2S4
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Dy3+掺杂S型BaTiO3/聚苯胺异质结的制备及光催化CO2还原性能 认领 引用
7
作者 曹铁平 李跃军 孙大伟 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第8期1827-1836,共10页
以聚丙烯腈(PAN)、苯胺(ANI)、TiCl4、Ba(NO3)2和Dy(NO3)3为原料,经静电纺丝、高温焙烧和水热反应,制备了Dy3+掺杂的BaTiO3/聚苯胺(PANI)复合纤维(DBT-P)。采用FTIR、XRD、SEM、TEM对其进行了表征。通过瞬态光电... 以聚丙烯腈(PAN)、苯胺(ANI)、TiCl4、Ba(NO3)2和Dy(NO3)3为原料,经静电纺丝、高温焙烧和水热反应,制备了Dy3+掺杂的BaTiO3/聚苯胺(PANI)复合纤维(DBT-P)。采用FTIR、XRD、SEM、TEM对其进行了表征。通过瞬态光电流和电化学阻抗谱(EIS)测试,考察了DBT-P的光电性能,探究了其光催化CO2的还原性能,并推测了其光催化机理。结果表明,S型异质结的构建和Dy3+的掺杂实现了DBT-P光催化性能的显著提升,DBT-P光催化CO2生成CH4和CO,CH4产率为11.26μmol/(g·h),是PANI催化性能的8.3倍。Dy3+掺杂在“光谱响应拓宽-电荷分离强化-活性位点激活”中发挥三重调控机制,即Dy3+取代BaTiO3晶格中的Ba2+,引入浅施主杂质能级,与PANI共轭π结构协同将光响应范围拓展至可见光区,显著增强了对太阳光的捕获能力;Dy3+掺杂促进了BaTiO3纳米颗粒在PANI纤维表面上的分散,形成了紧密异质结界面;Dy3+半径差异诱导晶格畸变,产生氧空位等缺陷作为电子陷阱,结合S型异质结内建电场,实现了光生电子与空穴的高效分离,延长了光生载流子寿命。 展开更多
关键词 Dy3+掺杂 S型异质 BaTiO3/PANI 复合纤维 光催化CO2还原
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Z型g-C3N4/Bi2WO6异质结的构筑及光催化降解氧氟沙星性能 认领 引用
8
作者 辛德华 王敏 +2 位作者 章薇 寇文杰 郝学之 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2026年第6期1215-1228,共14页
采用高温热聚合结合原位溶剂热法构建了Z型g-C3N4/Bi2WO6异质结光催化材料。借助X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见近红外漫反射光谱对异质结材料的组成、结构和光学性质进行了详... 采用高温热聚合结合原位溶剂热法构建了Z型g-C3N4/Bi2WO6异质结光催化材料。借助X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见近红外漫反射光谱对异质结材料的组成、结构和光学性质进行了详细表征。结果表明,氧空位缺陷通过局域表面等离激元共振效应提高了异质结对可见光和近红外光的吸收能力;Ⅱ型异质结向Z型异质结的转变提高了光生电子-空穴对的分离效率和氧化还原能力。g-C3N4/Bi2WO6异质结在可见光和近红外光照射下降解氧氟沙星的表观速率常数分别可以达到0.0458和0.0038 min-1,明显高于单组分g-C3N4和Bi2WO6。同时,该异质结具有良好的循环稳定性和可重复使用性。 展开更多
关键词 g-C3N4 Bi2WO6 氧空位 Z型异质 光催化 氧氟沙星降解
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肖特基/S型复合异质结用于高效CO2光还原 认领 引用
9
作者 聂新明 吴新鹤 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2026年第3期1-4,共4页
大气二氧化碳(CO2)浓度的持续攀升是我们这个时代面临的重大挑战之一[1,2]。作为化石燃料消耗和工业活动排放的主要温室气体,CO2导致了全球气候变化、海洋酸化和生态破坏[3,4]。应对这一危机不仅需要减排,还需将CO2作为碳资源... 大气二氧化碳(CO2)浓度的持续攀升是我们这个时代面临的重大挑战之一[1,2]。作为化石燃料消耗和工业活动排放的主要温室气体,CO2导致了全球气候变化、海洋酸化和生态破坏[3,4]。应对这一危机不仅需要减排,还需将CO2作为碳资源进行价值转化。 展开更多
关键词 肖特基S型复合异质 CO2光还原 温室气体
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Z型异质结TiO2/Ti3C2Tx/AgI光催化高效降解甲氧苄啶:性能、机理及路径 认领 引用
10
作者 王晓云 付爱民 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第5期138-150,共13页
甲氧苄啶(TMP)作为一种广泛使用的抗生素,在水环境中难以降解并易引发生态风险,亟需开发高效去除技术.本研究旨在构建一种新型Z型异质结光催化剂,以实现TMP的高效降解与矿化.采用溶剂热法在二维碳化钛(MXene) Ti3C2Tx表面原位... 甲氧苄啶(TMP)作为一种广泛使用的抗生素,在水环境中难以降解并易引发生态风险,亟需开发高效去除技术.本研究旨在构建一种新型Z型异质结光催化剂,以实现TMP的高效降解与矿化.采用溶剂热法在二维碳化钛(MXene) Ti3C2Tx表面原位生长TiO2,制得TiO2/Ti3C2Tx复合材料,进而通过共沉淀法将AgI纳米颗粒负载于其上,成功构建了Z型异质结TiO2/Ti3C2Tx/AgI.利用XRD、SEM、TEM、XPS、UV-Vis DRS、PL光谱及光电化学测试等手段对材料进行表征,并评估其在模拟太阳光下对TMP的光催化降解性能.表征结果表明,TiO2与AgI成功复合,且Ti3C2Tx作为高效的电子转移媒介,显著促进了光生电子-空穴对的分离与迁移.当TiO2/Ti3C2Tx与AgI的质量比为70%时,复合材料表现出最优的光催化活性,在30 min内对TMP(15 mg·L-1)的降解率高达99%,反应速率常数分别为AgI和TiO2/Ti3C2Tx的14.8倍和6.8倍,总有机碳(TOC)去除率达64.9%.自由基捕获与电子顺磁共振(EPR)测试表明,超氧自由基(·O2-)、单线态氧(1O2)和空穴(h+)是降解过程中的主要活性物种.本研究成功构建了以Ti3C2Tx为电子媒介的Z型TiO2/Ti3C2Tx/AgI异质结光催化剂,该催化剂通过高效的Z型电荷传输机制,在保持强氧化还原能力的同时实现了载流子的快速分离,从而对TMP展现出优异的光催化降解性能与良好的稳定性,在抗生素废水处理领域具有应用潜力. 展开更多
关键词 复合材料 Z型异质 TiO2/Ti3C2Tx/AgI 光化学 催化 降解 甲氧苄啶 抗生素
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WS2/h-BN/MoS2异质结界面势垒及其电荷隧穿概率的厚度效应 认领 引用
11
作者 谭鑫 陈永杰 +2 位作者 李景 董健生 谭家宁 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2026年第6期349-356,共8页
二维层状材料异质结界面电荷转移是影响其器件性能的重要因素.通过在异质结界面引入绝缘层是调控电荷转移的有效方法,但关于绝缘层对电荷转移影响的研究仍缺乏理解.本文基于原子键弛豫理论和量子隧穿模型,系统研究了WS2/h-BN/MoS_(2... 二维层状材料异质结界面电荷转移是影响其器件性能的重要因素.通过在异质结界面引入绝缘层是调控电荷转移的有效方法,但关于绝缘层对电荷转移影响的研究仍缺乏理解.本文基于原子键弛豫理论和量子隧穿模型,系统研究了WS2/h-BN/MoS2异质结中间h-BN层厚对体系界面势垒高度和电荷隧穿概率的影响.结果表明,受表面效应引起的晶格周期性势场变化,WS2/h-BN/MoS2异质结界面势垒高度可以通过改变WS2,h-BN和MoS2层数调控.此外,研究发现随着h-BN层数的增大WS2/h-BN/MoS2异质结势垒高度和宽度分别减小和增大,二者竞争使得电荷隧穿概率随之减小.这些结果为设计高性能基于二维隧穿异质结光电器件的研究提供了物理基础. 展开更多
关键词 WS2/h-BN/MoS2异质 能级排列 电荷隧穿概率
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S型异质结In2O3/ZnIn2S4光催化5-羟甲基糠醛选择性氧化耦合产氢 认领 引用
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作者 骆泽 朱玉坤 +3 位作者 罗雅丹 任广敏 王永红 唐华 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2026年第3期74-85,共12页
发展可持续的光催化技术,以实现生物质向高附加值化学品和清洁燃料的高效转化,是应对全球能源与环境危机有效途径。本研究通过原位生长法构建了一种新型一维/二维(1D/2D)In2O3/ZnIn2S4S型异质结光催化剂。该设计巧妙结合棒... 发展可持续的光催化技术,以实现生物质向高附加值化学品和清洁燃料的高效转化,是应对全球能源与环境危机有效途径。本研究通过原位生长法构建了一种新型一维/二维(1D/2D)In2O3/ZnIn2S4S型异质结光催化剂。该设计巧妙结合棒状In2O3与片状ZnIn2S4,促进定向电荷传输并提供高密度活性位点。因此,优化后的In2O3/ZnIn2S4异质结在420 nm LED光照下对5-羟甲基糠醛(HMF)转化率达81.6%,且对2,5-二甲酰基呋喃(DFF)和2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的选择性高达78.2%。同时,该异质结表现出257.69μmol g-1h-1的产氢(H2)速率。这些结果表明,S型异质结能有效实现空间电荷分离并提升光催化活性,为太阳能驱动的生物质增值与可持续产氢提供了可行策略。 展开更多
关键词 光催化 S型异质 5-羟甲基糠醛氧化 析氢 In2O3/ZnIn2S4
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BaxSr1-xTiO3/TiO2异质结界面电荷传输增强不锈钢光电化学防腐性能 认领 引用
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作者 陈佳阔 王仟禧龙 +2 位作者 王建省 曾雄丰 赵英娜 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第4期2221-2231,共11页
光电化学阴极保护技术是一种高效环保的金属防腐策略,其中TiO2因化学稳定性高、能带结构适宜而被广泛应用,但其对可见光的响应率低且光生载流子易复合。通过构建异质结可调控能带结构,拓宽光谱响应范围并利用界面电场促进电荷分离,... 光电化学阴极保护技术是一种高效环保的金属防腐策略,其中TiO2因化学稳定性高、能带结构适宜而被广泛应用,但其对可见光的响应率低且光生载流子易复合。通过构建异质结可调控能带结构,拓宽光谱响应范围并利用界面电场促进电荷分离,显著提升其光电化学阴极保护性能。本研究采用两步超声喷雾热解法在FTO玻璃上成功制备了BaxSr1-xTiO3/TiO2薄膜,并以304不锈钢(304 SS)为被保护金属测试了BaxSr1-xTiO3/TiO2复合薄膜的光电化学阴极保护性能。随后对其中性能表现最优异的BaTiO3/TiO2复合薄膜进行了深入的研究。结果表明:BaxSr1-xTiO3/TiO2复合薄膜相比于TiO2薄膜,光吸收性能增强,光生载流子分离效率提高。在3.5%NaCl溶液中,BaTiO3/TiO2复合薄膜光照下的光电流密度可达8.7μA/cm2,是TiO2的4.14倍;开路电位负移至-0.5 V,分别比304 SS自腐蚀电位和纯TiO2薄膜低390 mV和250 mV。其性能提升主要归因于BaTiO3与TiO2复合形成了异质结,促进了光生载流子的分离。 展开更多
关键词 BaxSr1-xTiO3 TiO2 BaTiO3 光电化学阴极保护 异质
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Ti3C2Tx MXene改性C-TiO2/Cu2O Z型异质结的构建及其光催化降解四环素 认领 引用 被引量:3
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作者 王晓云 范功端 +2 位作者 陈礼洪 牛佳 付爱民 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2025年第12期120-134,共15页
通过煅烧Ti3C2Tx MXene制备C-TiO2,并采用水热法制备Cu2O及不同成分比例的C-TiO2/Cu2O复合光催化材料.同时,对制备的MXene复合材料进行形貌、结构、比表面积和光电特性等表征分析,探讨其对四环素(TC)的光催化降解... 通过煅烧Ti3C2Tx MXene制备C-TiO2,并采用水热法制备Cu2O及不同成分比例的C-TiO2/Cu2O复合光催化材料.同时,对制备的MXene复合材料进行形貌、结构、比表面积和光电特性等表征分析,探讨其对四环素(TC)的光催化降解效能,并考察其光催化活性增强机理.实验结果显示,以450℃煅烧制备的C掺杂TiO2以表面掺杂或负载为主,保持了部分Ti3C2Tx特性,更有利于可见光的吸收.对于50%C-TiO2/Cu2O而言,C掺杂可有效减小TiO2的能带间隙,C-TiO2与Cu2O形成以C层为媒介的Z型异质结构,可有效减小光生e--h+的复合,在pH=7.0时对TC的光催化降解效率为95.5%,其反应速率常数分别是C-TiO2和Cu2O的6.8和4.5倍.经过5次循环重复实验,50%C-TiO2/Cu2O MXene复合材料总体效能与稳定性良好,且在较宽泛pH范围(3~11)内对TC保持优异降解率,具有良好的实际应用前景.淬灭实验及电子顺磁共振测试结果显示,h+是50%C-TiO2/Cu2O降解TC过程中最主要的活性物种,其次为1O2·O2-.采用密度泛函理论(DFT)计算福井函数(Fukui function)预测了活性物种对TC分子的攻击位置,结合高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)得出TC的光降解过程包括去甲基化、去甲酰化、开环反应、脱水、脱氨基等反应,并最终被氧化为小分子有机物、二氧化碳和水. 展开更多
关键词 Ti3C2TxMXene改性 C-TiO2/Cu2O Z型异质 四环素 光催化降解机理 密度泛函理论 降解产物
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Bi2O2CO3/Bi4Ti3O12复合异质结光催化材料制备及性能研究 认领 引用
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作者 谢梦娟 刘泽宇 徐晶晶 《南京信息工程大学学报》 CAS 北大核心 2026年第3期411-421,共11页
采用原位生成法制备了Bi2O2CO3/Bi4Ti3O12复合异质结光催化剂,通过X射线衍射测试(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱测试(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等表征方... 采用原位生成法制备了Bi2O2CO3/Bi4Ti3O12复合异质结光催化剂,通过X射线衍射测试(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱测试(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等表征方法,研究了所制备材料的晶体结构、微观形貌、元素组成和光电性能。通过在可见光下降解抗生素氧氟沙星,研究了所制备材料的降解活性。结果表明,复合光催化剂的降解活性优于单一组分光催化剂,其中,最佳复合样品BTC-2的表观速率常数分别为纯Bi2O2CO3和Bi4Ti3O12的6.3倍和2.2倍。4次循环实验结果表明复合样品有着良好的稳定性。根据电化学测试结果得知,BOC/BTO复合光催化剂有着良好的光生载流子分离效率和优秀的电荷迁移效率,所以对氧氟沙星展现出良好的降解活性。自由基捕获实验结果表明光催化实验中BOC/BTO复合的主要活性物种是空穴和超氧自由基。此外,通过自由基捕获实验和能带理论,提出了电荷转移路径和提高活性的机理。 展开更多
关键词 光催化 异质 氧氟沙星 Bi2O2CO3 Bi4Ti3O12
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直接Z型g-C3N4/TiO2异质结的第一性原理研究 认领 引用
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作者 杨柱 王艳 +3 位作者 李娜 李文志 王彦林 马文萱 《广州化工》 CAS 2026年第9期50-54,共5页
基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算,系统研究了g-C3N4//TiO2异质结的几何结构、电子结构、光学性质、功函数、差分电荷密度等关键参数,旨在揭示其电子特性、光生电子-空穴对的转移机理及提升光催化性能的内在机制。研究表... 基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算,系统研究了g-C3N4//TiO2异质结的几何结构、电子结构、光学性质、功函数、差分电荷密度等关键参数,旨在揭示其电子特性、光生电子-空穴对的转移机理及提升光催化性能的内在机制。研究表明,g-C3N4//TiO2异质结遵循直接Z型电子转移机制,由于g-C3N4和/TiO2功函数的差异使电子自发的从g-C3N4一侧流向/TiO2一侧,导致g-C3N4处带正电荷,/TiO2处带负电荷,从而形成g-C3N4指向/TiO2内建电场。在内建电场的作用下实现光生电子-空穴对的有效分离,同时保留能够发生光催化反应氧化性和还原性更强的光生空穴和电子,显著增强材料的光催化活性。此外,通过计算得出的紫外-可见吸收光谱分析发现,g-C3N4//TiO2异质结吸收边相较于单一组分发生了明显红移,显著地拓宽了对可见光的响应范围,本文对构建直接Z型光催化剂g-C3N4//TiO2异质结提供了坚实的理论依据。 展开更多
关键词 /TiO2 g-C3N4 异质 第一性原理 光催化
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Ti3C2Mxene/Ag3VO4异质结催化剂的构建及其光催化还原CO2性能研究 认领 引用
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作者 李润 王茂颖 +3 位作者 孙龙帅 孟欣玥 王传义 朱鹏飞 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2026年第2期20-30,共11页
传统光催化还原CO2反应体系需借助大量牺牲剂来实现还原过程,如何通过设计高效、稳定的催化剂实现无需牺牲剂的光催化反应一直是该领域的研究热点。采用物理混合法制备了一系列Ti3C2/Ag3VO4新型肖特基异质结光催化剂(TAx... 传统光催化还原CO2反应体系需借助大量牺牲剂来实现还原过程,如何通过设计高效、稳定的催化剂实现无需牺牲剂的光催化反应一直是该领域的研究热点。采用物理混合法制备了一系列Ti3C2/Ag3VO4新型肖特基异质结光催化剂(TAx,x=m(Ag3VO4)/m(Ti3C2)),通过XRD、SEM和TEM等表征了其结构性质,并系统研究了其光催化还原CO2性能及机理。结果表明,Ag3VO4纳米颗粒均匀分布在Ti3C2纳米片表面,形成紧密的界面结构。在无需添加任何牺牲剂的条件下,TA1.5催化性能最优,在可见光(λ≥420 nm)照射3 h后,其CO和CH4产量分别达到80.67μmol/g和33.67μmol/g,其中,CO产量分别是Ti3C2和Ag3VO4的18.5倍和17.2倍。Ti3C2与Ag3VO4之间形成的肖特基势垒有效驱动了光生电子从Ag3VO4向Ti3C2的定向迁移,抑制了光生载流子复合,从而大幅提升了催化剂的光催化还原CO2性能。 展开更多
关键词 Ti3C2MXene Ag3VO4 物理混合 肖特基异质 光催化还原CO2
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WSe2/MoSe2横向异质结中的自旋相关光电流特性 认领 引用
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作者 许荣智 周宇超 俞金玲 《福州大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2026年第1期18-24,共7页
采用化学气相沉积法制备WSe2/MoSe2横向异质结,并利用波长为1064 nm的激光系统研究其圆偏振相关光电流和线偏振相关光电流特性.实验结果表明,圆偏振相关光电流随入射角变化呈现奇对称趋势,这可能与横向异质结的对称性降低至C_(3v... 采用化学气相沉积法制备WSe2/MoSe2横向异质结,并利用波长为1064 nm的激光系统研究其圆偏振相关光电流和线偏振相关光电流特性.实验结果表明,圆偏振相关光电流随入射角变化呈现奇对称趋势,这可能与横向异质结的对称性降低至C3v点群有关.对线偏振相关光电流幅值L1和L2的入射角依赖性进行分析.L1可能来源于线偏振光致电流效应和表面光电流效应的共同作用;L2主要来源于线偏振光子拖曳效应.进一步研究发现,WSe2/MoSe2横向异质结的圆偏振相关光电流受到异质结中电荷转移效应的影响,并与WSe2和MoSe2之间的电子弛豫时间差异、导带曲率差异密切相关. 展开更多
关键词 WSe2/MoSe2横向异质 化学气相沉积法 圆偏振相关光电流 线偏振相关光电流
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Sb2S3/Sn3O4S型异质结构光催化剂的制备及其降解甲基橙的性能 认领 引用
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作者 尹晓彤 田雨欣 +4 位作者 冯盛 李文颖 王立兴 张丽娜 张伟 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期352-360,共9页
在Sb2S3纳米棒表面原位生长Sn3O4纳米片制备出Sb2S3/Sn3O4S型异质结构光催化剂,使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、光电流、电化学阻抗谱(EIS)和... 在Sb2S3纳米棒表面原位生长Sn3O4纳米片制备出Sb2S3/Sn3O4S型异质结构光催化剂,使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、光电流、电化学阻抗谱(EIS)和光致发光光谱(PL)等手段表征其晶相结构、形貌、元素分布、光吸收性能以及电荷分离效率,研究了这种催化剂降解甲基橙(MO,初始浓度20 mg/L)的性能。结果表明,这种催化剂中的异质结构使其光催化活性显著提高,优化样品(Sb2S3添加量为0.1 g)在40 min内对MO的降解率达到91%。XPS分析、带隙结构分析以及自由基捕获实验的结果表明,这种异质结构中的光生载流子遵循S型电荷转移机制。 展开更多
关键词 无机非金属材料 S型异质 光催化 Sb2S3 Sn3O4 甲基橙降解
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基于PtSe2/MoS2异质结的光电探测器性能研究 认领 引用
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作者 刘越 王彬 +2 位作者 杨强 刘润茹 王丽丽 《微纳电子技术》 CAS 2026年第4期82-89,共8页
二维材料在光电探测领域展现出巨大潜力。制备了PtSe2/MoS2异质结光电探测器,器件具有较低的暗电流和高约10~3的电流整流比。得益于异质结的低暗电流特性及有效载流子分离效应,器件在-3 V偏压、波长532 nm激光照射下的响应度和探... 二维材料在光电探测领域展现出巨大潜力。制备了PtSe2/MoS2异质结光电探测器,器件具有较低的暗电流和高约10~3的电流整流比。得益于异质结的低暗电流特性及有效载流子分离效应,器件在-3 V偏压、波长532 nm激光照射下的响应度和探测率分别达到276.5 A/W和2.66×1014 Jones。同时,器件具有自供电的光电响应,在0 V偏压、532 nm激光照射下,器件的响应度和探测率分别达到0.26 A/W和2.5×1011 Jones。并且,器件展示出从可见光至近红外宽光谱范围内的光电探测能力,器件的响应(上升/下降)时间约为34.1/20.7 ms。所制备的PtSe2/MoS2异质结器件在宽光谱探测领域具有较大的应用潜力。 展开更多
关键词 PtSe2/MoS2 异质 光电探测器 宽光谱 自供电
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