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Bi/TiO_(2)∶Sm^(3+)复合纤维的制备及可见光催化降解抗生素洛美沙星
1
作者
李跃军
曹铁平
孙大伟
《硅酸盐通报》
北大核心
2025年第5期1918-1926,共9页
以静电纺丝技术制备TiO_(2)∶Sm^(3+)纳米纤维,结合原位水热法,在葡萄糖酸钠作用下,合成Bi/TiO_(2)∶Sm^(3+)复合纤维。利用XRD和XPS表征样品的物相和组成,利用SEM和TEM观察样品的微观形貌,利用紫外-可见漫反射光谱和瞬态光电流等分析...
以静电纺丝技术制备TiO_(2)∶Sm^(3+)纳米纤维,结合原位水热法,在葡萄糖酸钠作用下,合成Bi/TiO_(2)∶Sm^(3+)复合纤维。利用XRD和XPS表征样品的物相和组成,利用SEM和TEM观察样品的微观形貌,利用紫外-可见漫反射光谱和瞬态光电流等分析样品的光电性能。结果表明,Sm^(3)+进入TiO_(2)晶格,占据Ti^(4+)的位置,造成TiO_(2)晶格膨胀,引起晶格畸变。稀土掺杂引入的晶格缺陷能够提高TiO_(2)的费米能级,增加表面能量壁垒,使光生电子和空穴在表面的复合概率降低;金属Bi通过表面等离子体共振效应,结合稀土元素丰富的能级结构和4f电子跃迁特性,对TiO_(2)进行双重修饰改性,进一步提高了TiO_(2)的光催化活性和稳定性。可见光照5 h,Bi/TiO_(2)∶Sm^(3+)复合纤维对洛美沙星的降解效果最佳,达到97.37%,分别是Sm^(3+)∶TiO_(2)和Bi/TiO_(2)的1.7和1.3倍。
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关键词
bi
/tio
_(2)∶Sm^(3+)
复合
纤维
洛美沙星
表面等离子体共振
稀土离子掺杂
可见光催化活性
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职称材料
多组分纳米纤维体系中载流子动力学的有效级联调制及其高效光催化产氢性能研究
被引量：
2
2
作者
吕娜
荆雪东
+3 位作者
许瑶
鲁巍
刘奎朝
张振翼
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期85-95,共11页
利用半导体作为催化剂,将水光催化还原为H_(2),为缓解全球能源危机以及环境污染问题提供了一种经济环保的途径。优化调控载流子动力学行为对提高半导体光催化分解水还原为绿色燃料-H_(2)的活性具有十分重要的意义。目前,基于半导体异质...
利用半导体作为催化剂,将水光催化还原为H_(2),为缓解全球能源危机以及环境污染问题提供了一种经济环保的途径。优化调控载流子动力学行为对提高半导体光催化分解水还原为绿色燃料-H_(2)的活性具有十分重要的意义。目前,基于半导体异质结效应或局域表面等离激元共振的敏化过程来设计和调控半导体基异质结构体系已成为调控载流子动力学行为的一种经典策略。然而,通过精细设计异质结构,合理耦合上述敏化过程,实现载流子动力学的级联调制,从而获得高效的光催化产H_(2)活性仍然任重道远。在本文中,我们通过原位氧化(g-C_(3)N_(4)的剥离和Ag_(2)S)和还原(Ag)反应,将等离激元Ag纳米颗粒(NPs)和两种不同的半导体Ag_(2)SNPs和g-C_(3)N_(4)纳米片(NSs)组装在电纺TiO_(2)纳米纤维(NFs)中,形成了一种新型四元异质组分纳米纤维(HNFs)体系。结合时间分辨光致发光光谱,3D时域有限差分模拟以及对照实验,我们证明了等离激元AgNPs和g-C_(3)N_(4)NSs由于吸收光谱重叠可以诱导从AgNPs到与其相邻的g-C_(3)N_(4)NSs上的等离激元共振能量转移,从而促进上述四元HNFs体系中g-C_(3)N_(4)上光生载流子的产生。同时,由Ag NPs产生的等离激元热电子能够进一步转移到与其相接触的TiO_(2)、g-C_(3)N_(4)、以及Ag_(2)S组分上,促进体系中光生载流子的产生和分离。而且,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)异质界面处的能带结构属于“II型”异质结,而TiO_(2)/Ag_(2)S异质界面处的能带结构属于“I型”异质结。这样可以在gC_(3)N_(4)/TiO_(2)/Ag_(2)S异质界面构建连续的“能带阶梯”,使光生电子从g-C_(3)N_(4)跨越TiO_(2)转移到Ag_(2)S上,从而促进光生电荷-载流子的分离和迁移。因此,将等离激元共振能量转移,热电子转移过程和连续的“能带阶梯”诱导的载流子分离过程合理地整合在所制备的四元Ag/Ag_(2)S/g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)HNFs中,从而实现了光生载流子产生、分离和迁移的有效级联调制。因此,在模拟太阳光的照射下,最优的Ag/Ag_(2)S/g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)HNFs光催化产H_(2)速率与等比例随机机械混合的TiO_(2)NFs、gC_(3)N_(4)NSs、AgNPs和Ag_(2)SNPs光催化产H_(2)速率相比高~9倍。这种新颖的载流子动力学级联调制为开发高光活性半导体基异质结构体系,实现太阳能-燃料转换提供了一条崭新的途径。
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关键词
级联调制
载流子动力学
Ag/Ag_(2)S/g-C_(
3
)N_(4)
/tio
_(2)异质结
复合
纳米
纤维
宽光谱响应
光催化产氢
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职称材料
题名
Bi/TiO_(2)∶Sm^(3+)复合纤维的制备及可见光催化降解抗生素洛美沙星
1
作者
李跃军
曹铁平
孙大伟
机构
海南科技职业大学医药学院
白城师范学院化学学院
出处
《硅酸盐通报》
北大核心
2025年第5期1918-1926,共9页
基金
国家自然科学基金(21573003)
吉林省自然科学基金(201205034,20140101118JC)。
文摘
以静电纺丝技术制备TiO_(2)∶Sm^(3+)纳米纤维,结合原位水热法,在葡萄糖酸钠作用下,合成Bi/TiO_(2)∶Sm^(3+)复合纤维。利用XRD和XPS表征样品的物相和组成,利用SEM和TEM观察样品的微观形貌,利用紫外-可见漫反射光谱和瞬态光电流等分析样品的光电性能。结果表明,Sm^(3)+进入TiO_(2)晶格,占据Ti^(4+)的位置,造成TiO_(2)晶格膨胀,引起晶格畸变。稀土掺杂引入的晶格缺陷能够提高TiO_(2)的费米能级,增加表面能量壁垒,使光生电子和空穴在表面的复合概率降低;金属Bi通过表面等离子体共振效应,结合稀土元素丰富的能级结构和4f电子跃迁特性,对TiO_(2)进行双重修饰改性,进一步提高了TiO_(2)的光催化活性和稳定性。可见光照5 h,Bi/TiO_(2)∶Sm^(3+)复合纤维对洛美沙星的降解效果最佳,达到97.37%,分别是Sm^(3+)∶TiO_(2)和Bi/TiO_(2)的1.7和1.3倍。
关键词
bi
/tio
_(2)∶Sm^(3+)
复合
纤维
洛美沙星
表面等离子体共振
稀土离子掺杂
可见光催化活性
Keywords
bi
/tio
_(
2
)∶Sm^(
3
+)composite fiber
lomofloxacin
surface plasmon resonance
rare earth ion doping
visible light photocatalytic activity
分类号
O643 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
多组分纳米纤维体系中载流子动力学的有效级联调制及其高效光催化产氢性能研究
被引量：
2
2
作者
吕娜
荆雪东
许瑶
鲁巍
刘奎朝
张振翼
机构
大连民族大学国家民委新能源与稀土资源利用重点实验室
出处
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期85-95,共11页
基金
国家自然科学基金(62005036,12074055,11904046)
辽宁省优秀青年科学基金(2022-YQ-13)
+1 种基金
辽宁省“百千万人才工程”,辽宁省自然科学基金(2020-MZLH-15)
大连市青年科技之星(2020RQ131)。
文摘
利用半导体作为催化剂,将水光催化还原为H_(2),为缓解全球能源危机以及环境污染问题提供了一种经济环保的途径。优化调控载流子动力学行为对提高半导体光催化分解水还原为绿色燃料-H_(2)的活性具有十分重要的意义。目前,基于半导体异质结效应或局域表面等离激元共振的敏化过程来设计和调控半导体基异质结构体系已成为调控载流子动力学行为的一种经典策略。然而,通过精细设计异质结构,合理耦合上述敏化过程,实现载流子动力学的级联调制,从而获得高效的光催化产H_(2)活性仍然任重道远。在本文中,我们通过原位氧化(g-C_(3)N_(4)的剥离和Ag_(2)S)和还原(Ag)反应,将等离激元Ag纳米颗粒(NPs)和两种不同的半导体Ag_(2)SNPs和g-C_(3)N_(4)纳米片(NSs)组装在电纺TiO_(2)纳米纤维(NFs)中,形成了一种新型四元异质组分纳米纤维(HNFs)体系。结合时间分辨光致发光光谱,3D时域有限差分模拟以及对照实验,我们证明了等离激元AgNPs和g-C_(3)N_(4)NSs由于吸收光谱重叠可以诱导从AgNPs到与其相邻的g-C_(3)N_(4)NSs上的等离激元共振能量转移,从而促进上述四元HNFs体系中g-C_(3)N_(4)上光生载流子的产生。同时,由Ag NPs产生的等离激元热电子能够进一步转移到与其相接触的TiO_(2)、g-C_(3)N_(4)、以及Ag_(2)S组分上,促进体系中光生载流子的产生和分离。而且,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)异质界面处的能带结构属于“II型”异质结,而TiO_(2)/Ag_(2)S异质界面处的能带结构属于“I型”异质结。这样可以在gC_(3)N_(4)/TiO_(2)/Ag_(2)S异质界面构建连续的“能带阶梯”,使光生电子从g-C_(3)N_(4)跨越TiO_(2)转移到Ag_(2)S上,从而促进光生电荷-载流子的分离和迁移。因此,将等离激元共振能量转移,热电子转移过程和连续的“能带阶梯”诱导的载流子分离过程合理地整合在所制备的四元Ag/Ag_(2)S/g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)HNFs中,从而实现了光生载流子产生、分离和迁移的有效级联调制。因此,在模拟太阳光的照射下,最优的Ag/Ag_(2)S/g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)HNFs光催化产H_(2)速率与等比例随机机械混合的TiO_(2)NFs、gC_(3)N_(4)NSs、AgNPs和Ag_(2)SNPs光催化产H_(2)速率相比高~9倍。这种新颖的载流子动力学级联调制为开发高光活性半导体基异质结构体系,实现太阳能-燃料转换提供了一条崭新的途径。
关键词
级联调制
载流子动力学
Ag/Ag_(2)S/g-C_(
3
)N_(4)
/tio
_(2)异质结
复合
纳米
纤维
宽光谱响应
光催化产氢
Keywords
Cascade modula
tio
n
Charge-carrier kinetics
Ag/Ag_(
2
)S/g-C_(
3
)N_(4)
/tio
_(
2
)hetero-component nanofibers
Broad spectral response
Photocatalytic H
2
genera
tio
n
分类号
O649 [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
Bi/TiO_(2)∶Sm^(3+)复合纤维的制备及可见光催化降解抗生素洛美沙星
李跃军
曹铁平
孙大伟
《硅酸盐通报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
多组分纳米纤维体系中载流子动力学的有效级联调制及其高效光催化产氢性能研究
吕娜
荆雪东
许瑶
鲁巍
刘奎朝
张振翼
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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