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S型ZnO/CdIn_(2)S_(4)光催化剂制备H_(2)O_(2)偶联苄胺氧化的超快电子转移飞秒吸收光谱研究
1
作者
杨祎
周欣
+3 位作者
谷苗莉
程蓓
吴珍
张建军
《物理化学学报》
北大核心
2025年第6期91-102,共12页
光催化合成过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种至关重要的清洁能源转化过程,涉及对氧气的两电子还原。然而,这一过程常常受限于缓慢的水氧化反应,后者需要光生空穴的参与。为了应对此挑战,我们设计了一种双功能的S型ZnO/CdIn_(2)S_(4)异质结体...
光催化合成过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种至关重要的清洁能源转化过程,涉及对氧气的两电子还原。然而,这一过程常常受限于缓慢的水氧化反应,后者需要光生空穴的参与。为了应对此挑战,我们设计了一种双功能的S型ZnO/CdIn_(2)S_(4)异质结体系,将H_(2)O_(2)生成与增值的苄胺(BA)氧化反应进行耦合。在此双功能光催化系统中,CdIn_(2)S_(4)中的光生电子可以高效地还原O2生成H_(2)O_(2),而ZnO中的光生空穴则选择性地将BA氧化为N-亚苄基苄胺。得益于S型异质结的优势,相比于纯ZnO或CdIn_(2)S_(4),优化后的ZnO/CdIn_(2)S_(4)光催化剂展示出显著更高的H_(2)O_(2)生成速率(386μmol·L^(-1)·h^(-1))和BA转化率(81%)。飞秒瞬态吸收光谱(fs-TA)结果说明,ZnO/CdIn_(2)S_(4)复合材料在光的激发下,在ZnO导带(CB)和CdIn_(2)S_(4)价带(VB)之间发生超快S型电子转移。此外,ZnO的VB空穴和CdIn_(2)S_(4)的CB电子的及时消耗,有助于加速ZnO/CdIn_(2)S_(4)S型异质结界面中的电荷转移。本文中ZnO/CdIn_(2)S_(4)S型光催化体系的创新设计为高效的双功能异质结光催化系统的开发提供了新的思路,并引入了一种利用fs-TA光谱研究S型异质结的新方法。
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关键词
光催化产H_(2)O_(2)
S型异质结
选择性
苄胺氧化
fs-TA光谱
电子转移动力学
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职称材料
载流子对聚苯胺可见光催化苄胺氧化性能的影响
被引量:
1
2
作者
孔鹏
葛振宇
+3 位作者
汪杰
王瑞义
李忠
郑占丰
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期4041-4050,共10页
使用不同浓度的盐酸对本征态聚苯胺进行再掺杂处理,制备了一系列不同载流子(极化子和双极化子)含量的聚苯胺,通过FTIR、XRD、XPS和EPR等表征分析了极化子和双极化子结构的形成及变化过程,探究了载流子含量对能带结构、苄胺吸附活化、导...
使用不同浓度的盐酸对本征态聚苯胺进行再掺杂处理,制备了一系列不同载流子(极化子和双极化子)含量的聚苯胺,通过FTIR、XRD、XPS和EPR等表征分析了极化子和双极化子结构的形成及变化过程,探究了载流子含量对能带结构、苄胺吸附活化、导电性以及光生电子-空穴分离效率的影响,考察了极化子和双极化子结构对聚苯胺光催化苄胺氧化的影响。结果表明:HCl掺杂过程中会有极化子和双极化子结构的形成,极化子和双极化子均能吸附苄胺形成表面复合物,拓展了可见光的吸收范围。极化子结构介导光生电子转移过程,促进光生电子-空穴分离,进而提高光催化苄胺氧化活性,而双极化子的存在对光催化苄胺高效转化不利。
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关键词
聚合物
极化子
双极化子
催化
活化
苄胺氧化
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职称材料
CoPc/g-C_(3)N_(4)Z型异质结可见光催化氧化苄胺偶联联产H_(2)O_(2)研究
3
作者
刘宇昂
李心忠
+1 位作者
游锦芳
杨艳辉
《现代化工》
北大核心
2025年第5期144-150,157,共8页
通过将酞菁钴(CoPc)在K/Na掺杂的g-C_(3)N_(4)纳米片表面自组装制备了一种稳定的CoPc/K/Na@CN Z型异质结复合材料,将其作为可循环光催化剂,在室温、60 W蓝光LED灯照射下实现了苄胺直接光催化氧化为N-亚苄基苄胺联产H_(2)O_(2)。在最佳...
通过将酞菁钴(CoPc)在K/Na掺杂的g-C_(3)N_(4)纳米片表面自组装制备了一种稳定的CoPc/K/Na@CN Z型异质结复合材料,将其作为可循环光催化剂,在室温、60 W蓝光LED灯照射下实现了苄胺直接光催化氧化为N-亚苄基苄胺联产H_(2)O_(2)。在最佳反应条件下得到N-亚苄基苄胺和过氧化氢,苄胺的转化率为97%,过氧化氢产率为113.7μmol/(g·h)。在简单离心、溶剂洗涤并在真空下干燥后,将CoPc/K/Na@CN异质结复合材料回收利用5次,其光催化活性基本保持不变。
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关键词
异质结
g-C_(3)N_(4)
酞菁钴
苄胺氧化
过
氧化
氢
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职称材料
氯氧铋@纳米纤维素复合材料中氧空位对苄胺C-N偶联的光催化促进作用
4
作者
王晓霞
孙龙
+2 位作者
秦鹂
苏静
王佳佳
《燃料化学学报(中英文)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期864-872,共9页
本工作采用纳米纤维素(CNC)为载体,与BiOCl在室温搅拌下制备了复合光催化剂BiOCl@CNC。XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS等系列表征表明,CNC中大量羟基可以与BiOCl通过氢键紧密结合,并在材料中构造丰富的氧空位,从而显著提升其可见光催化性能...
本工作采用纳米纤维素(CNC)为载体,与BiOCl在室温搅拌下制备了复合光催化剂BiOCl@CNC。XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS等系列表征表明,CNC中大量羟基可以与BiOCl通过氢键紧密结合,并在材料中构造丰富的氧空位,从而显著提升其可见光催化性能。以可见光下催化苄胺C-N偶联为目标反应评估BiOCl@CNC的性能并对机理进行研究。首先对反应条件进行优化,得最优条件为1.0 mmol苄胺作为底物,20 mg BiOCl@CNC作催化剂,以30 W白色LED灯为光源,在CH3CN中氧气氛围下室温反应20 h。底物扩展实验表明,BiOCl@CNC对含有不同取代基的反应物均表现出良好的适应性,且具有优异的稳定性。通过自由基捕获实验表明,电子在氧空位的辅助下产生超氧自由基,并与胺阳离子自由基中间体形成最终产物。这一工作不仅丰富了Bi基复合半导体的应用,也为N-苄烯丁胺的合成提供了新思路。
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关键词
氯氧铋
纳米纤维素
氧空位
可见光催化
苄胺氧化
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职称材料
题名
S型ZnO/CdIn_(2)S_(4)光催化剂制备H_(2)O_(2)偶联苄胺氧化的超快电子转移飞秒吸收光谱研究
1
作者
杨祎
周欣
谷苗莉
程蓓
吴珍
张建军
机构
湖北工业大学
武汉理工大学
鄂尔多斯应用技术学院
中国地质大学(武汉)
出处
《物理化学学报》
北大核心
2025年第6期91-102,共12页
基金
国家自然科学基金(22278324,52202375,22469001)
湖北省自然科学基金(2022CFA001)资助项目。
文摘
光催化合成过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种至关重要的清洁能源转化过程,涉及对氧气的两电子还原。然而,这一过程常常受限于缓慢的水氧化反应,后者需要光生空穴的参与。为了应对此挑战,我们设计了一种双功能的S型ZnO/CdIn_(2)S_(4)异质结体系,将H_(2)O_(2)生成与增值的苄胺(BA)氧化反应进行耦合。在此双功能光催化系统中,CdIn_(2)S_(4)中的光生电子可以高效地还原O2生成H_(2)O_(2),而ZnO中的光生空穴则选择性地将BA氧化为N-亚苄基苄胺。得益于S型异质结的优势,相比于纯ZnO或CdIn_(2)S_(4),优化后的ZnO/CdIn_(2)S_(4)光催化剂展示出显著更高的H_(2)O_(2)生成速率(386μmol·L^(-1)·h^(-1))和BA转化率(81%)。飞秒瞬态吸收光谱(fs-TA)结果说明,ZnO/CdIn_(2)S_(4)复合材料在光的激发下,在ZnO导带(CB)和CdIn_(2)S_(4)价带(VB)之间发生超快S型电子转移。此外,ZnO的VB空穴和CdIn_(2)S_(4)的CB电子的及时消耗,有助于加速ZnO/CdIn_(2)S_(4)S型异质结界面中的电荷转移。本文中ZnO/CdIn_(2)S_(4)S型光催化体系的创新设计为高效的双功能异质结光催化系统的开发提供了新的思路,并引入了一种利用fs-TA光谱研究S型异质结的新方法。
关键词
光催化产H_(2)O_(2)
S型异质结
选择性
苄胺氧化
fs-TA光谱
电子转移动力学
Keywords
Photocatalytic H_(2)O_(2)production
S-scheme heterojunction
Selective benzylamine oxidation
fs-TA spectroscopy
Electron transfer dynamics
分类号
O643 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
载流子对聚苯胺可见光催化苄胺氧化性能的影响
被引量:
1
2
作者
孔鹏
葛振宇
汪杰
王瑞义
李忠
郑占丰
机构
太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室
中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室
出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期4041-4050,共10页
基金
国家自然科学基金(21773284,21703276)。
文摘
使用不同浓度的盐酸对本征态聚苯胺进行再掺杂处理,制备了一系列不同载流子(极化子和双极化子)含量的聚苯胺,通过FTIR、XRD、XPS和EPR等表征分析了极化子和双极化子结构的形成及变化过程,探究了载流子含量对能带结构、苄胺吸附活化、导电性以及光生电子-空穴分离效率的影响,考察了极化子和双极化子结构对聚苯胺光催化苄胺氧化的影响。结果表明:HCl掺杂过程中会有极化子和双极化子结构的形成,极化子和双极化子均能吸附苄胺形成表面复合物,拓展了可见光的吸收范围。极化子结构介导光生电子转移过程,促进光生电子-空穴分离,进而提高光催化苄胺氧化活性,而双极化子的存在对光催化苄胺高效转化不利。
关键词
聚合物
极化子
双极化子
催化
活化
苄胺氧化
Keywords
polymers
polarons
bipolarons
catalysis
activation
benzylamine oxidization
分类号
O643.3 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
CoPc/g-C_(3)N_(4)Z型异质结可见光催化氧化苄胺偶联联产H_(2)O_(2)研究
3
作者
刘宇昂
李心忠
游锦芳
杨艳辉
机构
福州大学化工学院
闽江大学材料与化工学院
福建省中国漆新型材料工程研究中心
绿色材料与化工福建省高校工程研究中心
福建省海洋传感功能材料重点实验室
出处
《现代化工》
北大核心
2025年第5期144-150,157,共8页
基金
福建省自然科学基金项目(2022J011115)。
文摘
通过将酞菁钴(CoPc)在K/Na掺杂的g-C_(3)N_(4)纳米片表面自组装制备了一种稳定的CoPc/K/Na@CN Z型异质结复合材料,将其作为可循环光催化剂,在室温、60 W蓝光LED灯照射下实现了苄胺直接光催化氧化为N-亚苄基苄胺联产H_(2)O_(2)。在最佳反应条件下得到N-亚苄基苄胺和过氧化氢,苄胺的转化率为97%,过氧化氢产率为113.7μmol/(g·h)。在简单离心、溶剂洗涤并在真空下干燥后,将CoPc/K/Na@CN异质结复合材料回收利用5次,其光催化活性基本保持不变。
关键词
异质结
g-C_(3)N_(4)
酞菁钴
苄胺氧化
过
氧化
氢
Keywords
Z-type heterojunction
g-C_(3)N_(4)
cobalt phthalocyanine
benzylamine oxidation
H_(2)O_(2)
分类号
TB33 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
氯氧铋@纳米纤维素复合材料中氧空位对苄胺C-N偶联的光催化促进作用
4
作者
王晓霞
孙龙
秦鹂
苏静
王佳佳
机构
长治学院化学系
出处
《燃料化学学报(中英文)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期864-872,共9页
基金
山西省基础研究项目(202203021212172,202203021222333)
山西省高等学校科技创新项目(2022L505,2022L506)资助。
文摘
本工作采用纳米纤维素(CNC)为载体,与BiOCl在室温搅拌下制备了复合光催化剂BiOCl@CNC。XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS等系列表征表明,CNC中大量羟基可以与BiOCl通过氢键紧密结合,并在材料中构造丰富的氧空位,从而显著提升其可见光催化性能。以可见光下催化苄胺C-N偶联为目标反应评估BiOCl@CNC的性能并对机理进行研究。首先对反应条件进行优化,得最优条件为1.0 mmol苄胺作为底物,20 mg BiOCl@CNC作催化剂,以30 W白色LED灯为光源,在CH3CN中氧气氛围下室温反应20 h。底物扩展实验表明,BiOCl@CNC对含有不同取代基的反应物均表现出良好的适应性,且具有优异的稳定性。通过自由基捕获实验表明,电子在氧空位的辅助下产生超氧自由基,并与胺阳离子自由基中间体形成最终产物。这一工作不仅丰富了Bi基复合半导体的应用,也为N-苄烯丁胺的合成提供了新思路。
关键词
氯氧铋
纳米纤维素
氧空位
可见光催化
苄胺氧化
Keywords
BiOCl
nanocellulose
oxygen vacancy
visible light catalysis
oxidation of benzylamine
分类号
O643 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
S型ZnO/CdIn_(2)S_(4)光催化剂制备H_(2)O_(2)偶联苄胺氧化的超快电子转移飞秒吸收光谱研究
杨祎
周欣
谷苗莉
程蓓
吴珍
张建军
《物理化学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
载流子对聚苯胺可见光催化苄胺氧化性能的影响
孔鹏
葛振宇
汪杰
王瑞义
李忠
郑占丰
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
1
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职称材料
3
CoPc/g-C_(3)N_(4)Z型异质结可见光催化氧化苄胺偶联联产H_(2)O_(2)研究
刘宇昂
李心忠
游锦芳
杨艳辉
《现代化工》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
氯氧铋@纳米纤维素复合材料中氧空位对苄胺C-N偶联的光催化促进作用
王晓霞
孙龙
秦鹂
苏静
王佳佳
《燃料化学学报(中英文)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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参考文献
引证文献
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