g-C_(3)N_(4)基异质结光还原CO_(2)的研究进展

1

作者 任富彦 孙振 +3 位作者 马涛 张浩 卫萌 陈帅 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期40-52,共13页

光催化技术能够将CO_(2)转化为有价值的烃类化合物,为解决化石燃料短缺和全球变暖问题提供了新的途径。然而,传统半导体光催化剂由于比表面积小和吸附CO_(2)能力不足,效果有限。g-C_(3)N_(4)凭借其无毒、高稳定性和低成本特性,在光催化... 光催化技术能够将CO_(2)转化为有价值的烃类化合物,为解决化石燃料短缺和全球变暖问题提供了新的途径。然而,传统半导体光催化剂由于比表面积小和吸附CO_(2)能力不足,效果有限。g-C_(3)N_(4)凭借其无毒、高稳定性和低成本特性,在光催化领域备受关注。尽管纯g-C_(3)N_(4)的光催化效率受到光生电子/空穴对快速复合、比表面积小和光吸收不足的制约,但通过与大带隙半导体形成异质结构,g-C_(3)N_(4)的电荷分离、比表面积和光吸收能力得到了显著增强。这种基于g-C_(3)N_(4)的异质结构包括半导体支持型、炭材料支持型、非金属支持型以及金属有机骨架支持型,它们在CO_(2)光转换中展现出巨大潜力。然而,改性g-C_(3)N_(4)基异质结构在CO_(2)光转换中仍面临挑战,需要进一步的研究和设计创新。这篇综述强调了基于g-C_(3)N_(4)的异质结构在环保且可持续的CO_(2)还原方法中的重要作用。 展开更多

关键词 g-C_(3)N_(4) 光还原co_(2) 异质结 半导体材料 金属有机框架

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S型异质结光催化剂ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3)的构筑及光催化还原CO_(2)性能 被引量：3

2

作者 刘平 朱成才 +1 位作者 李艳阳 要红昌 《无机化学学报》 SCIE CSCD 北大核心 2024年第1期197-208,共12页

通过在WO_(3)纳米片表面负载ZnFe_(2)O_(4)纳米颗粒,构建了一系列S型异质结光催化剂ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3),并研究了其光催化CO_(2)还原性能。在没有助催化剂和牺牲剂的条件下,所制备的ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3)复合材料可对CO_(2)与水蒸汽... 通过在WO_(3)纳米片表面负载ZnFe_(2)O_(4)纳米颗粒,构建了一系列S型异质结光催化剂ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3),并研究了其光催化CO_(2)还原性能。在没有助催化剂和牺牲剂的条件下,所制备的ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3)复合材料可对CO_(2)与水蒸汽进行光催化反应。优化后的材料光照5 h后CO_(2)还原产物CO和CH_(4)的产量分别为7.87和4.88μmol·g^(-1)。相对于单相组分,CO和CH_(4)的产量明显提高。光催化活性的提高,归因于ZnFe_(2)O_(4)和WO_(3)异质结的形成以及光生载流子的S型电荷传输模式。 展开更多

关键词 co_(2)还原 光催化活性 ZnFe_(2)o_(4)/Wo_(3) 异质结 S型电荷传输模式

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S型MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结的构建及其光催化性能研究

3

作者 刘发强 夏培蓓 吴咏梅 《化工新型材料》 北大核心 2025年第7期207-214,共8页

通过水热法将MoS_(2)负载到介孔类石墨相氮化碳(pg-C_(3)N_(4))表面,制备了MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结。采用系列表征技术对MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结的微观形貌、物相晶型、特征基团、比表面积和孔隙结构、光化学和电化学特性、... 通过水热法将MoS_(2)负载到介孔类石墨相氮化碳(pg-C_(3)N_(4))表面,制备了MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结。采用系列表征技术对MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结的微观形貌、物相晶型、特征基团、比表面积和孔隙结构、光化学和电化学特性、活性基团以及光生载流子重组等进行了表征。以亚甲基蓝(MB)染料作为污染底物,评价可见光驱动下MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结的光催化活性和稳定性。结果表明:互相堆叠的形貌和丰富的介孔结构实现了对MB的高效吸附;大比表面积、广泛的光谱吸收范围、高效的光生载流子分离效率和低的电荷传质阻力有效提高了光催化活性。可见光照射60min,MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结对MB的降解率达到了99.0%,表现出良好的光催化活性和稳定性,超氧自由基·O_(2)^(-)和羟基自由基·OH等高活性自由基实现了对MB的高效降解。S型电荷转移机理有效保留了空穴和光电子的优异氧化和还原活性,交错的能带结构和内电场实现了高效的电荷分离。 展开更多

关键词 pg-C_(3)N_(4) mos_(2) 异质结 光催化 S型电荷转移机理 亚甲基蓝

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MoS_(2)/Ag/g‑C_(3)N_(4) Z型异质结的制备及其光催化性能

4

作者 刘庆旺 《无机化学学报》 北大核心 2025年第4期821-832,共12页

通过水热合成法制备了MoS_(2)/Ag/g‑C_(3)N_(4)复合光催化剂,并采用一系列分析方法对其进行了系统表征。结果表明,催化剂催化降解活性的显著提高得益于Z型异质结的形成,其有效地促进了光生载流子的传输和分离,抑制了光生电子-空穴对的... 通过水热合成法制备了MoS_(2)/Ag/g‑C_(3)N_(4)复合光催化剂,并采用一系列分析方法对其进行了系统表征。结果表明,催化剂催化降解活性的显著提高得益于Z型异质结的形成,其有效地促进了光生载流子的传输和分离,抑制了光生电子-空穴对的复合。降解实验结果表明,所制备的复合材料在120 min内对罗丹明B(RhB)的降解率高达98%,光催化性能优于单一光催化剂。此外,捕获实验和电子顺磁共振(EPR)结果表明,超氧自由基(·O_(2)-)和光生空穴(h^(+))是光催化降解RhB的关键活性物质。最后,对复合材料的光催化降解机制进行了深入探讨。 展开更多

关键词 mos_(2)/Ag/g‑C_(3)N_(4) 异质结 光催化降解 降解机理

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原位合成S型氮缺陷ZnWO_(4)/g-C_(3)N_(4)异质结及CO_(2)光还原性能

5

作者 秦建宇 安月皎 张艳峰 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第12期17-18,共2页

通过半导体光催化将CO_(2)转化为可储存的太阳能燃料是解决温室效应和资源短缺问题的有效策略。然而,光生载流子的快速复合严重限制了单组分催化剂的CO_(2)还原能力。合成具有缺陷的S型异质结可以有效地分离光生电子和空穴,增强对非极... 通过半导体光催化将CO_(2)转化为可储存的太阳能燃料是解决温室效应和资源短缺问题的有效策略。然而,光生载流子的快速复合严重限制了单组分催化剂的CO_(2)还原能力。合成具有缺陷的S型异质结可以有效地分离光生电子和空穴,增强对非极性分子的吸附和活化。本文采用原位合成的方法构建了具有缺陷的S型ZnWO_(4)/g-C_(3)N_(4)异质结。结果表明,CO_(2)还原产生CO的速率高达232.4μmol·g^(-1)·h^(-1),选择性接近100%,分别是原始ZnWO_(4)和g-C_(3)N_(4)的11.6倍和8.5倍。原位XPS和功函数分析证明了S型电荷转移路径。S型异质结实现了电子-空穴的有效空间分离,促进了CO_(2)的还原。原位ESR表明CO_(2)分子被氮空位吸附,氮空位是光催化反应中的电子受体,有利于电子捕获和分离。S型电荷转移模式和氮空位共同促进了CO_(2)高效还原。这项工作为了解S型电荷转移机理和缺陷在调节CO_(2)还原活性方面的协同作用提供了重要见解。 展开更多

关键词 S型异质结 ZnWo_(4) g-C_(3)N_(4) 氮空位 co_(2)光还原

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Co_(3)O_(4)/MoS_(2)@TM异质结电极的制备及其析氧性能研究 被引量：2

6

作者 卫学玲 包维维 +3 位作者 蒋鹏 艾桃桃 李文虎 邹祥宇 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期9191-9195,共5页

电解水是一项有前景的大规模生产绿色氢能的技术。然而由于析氧反应(OER)的内在动力学缓慢,阻碍了这种能量转换技术的发展。这就需要高活性且稳定的电催化剂。因此本文采用简单的两步水热合成法在钛网上构筑了具有自支撑的异质结构Co_(3... 电解水是一项有前景的大规模生产绿色氢能的技术。然而由于析氧反应(OER)的内在动力学缓慢,阻碍了这种能量转换技术的发展。这就需要高活性且稳定的电催化剂。因此本文采用简单的两步水热合成法在钛网上构筑了具有自支撑的异质结构Co_(3)O_(4)/MoS_(2)。所制备的Co_(3)O_(4)/MoS_(2)异质结催化剂在1 M KOH溶液中具有优异的OER催化性能,当电流密度达到10 mA·cm-2时,所需过电势为306 mV,相应的塔菲尔(Tafel)斜率为51 mV dec-1。催化剂表现出优异的OER催化活性源于异质结构以及Co_(3)O_(4)和MoS_(2)的协同作用。本工作为合理设计高效、低廉的复合型催化剂提供了有效的策略。 展开更多

关键词 电催化 co_(3)o_(4)/mos_(2)异质结 自支撑 析氧反应

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BiOCl/Bi_(2)O_(2)CO_(3)复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

7

作者 王艳 王换换 +2 位作者 刘慧 马文萱 王国永 《现代化工》 北大核心 2025年第6期125-130,共6页

以BiCl_(3)为原料,通过调控Na_(2)CO_(3)用量制备不同的光催化剂,并利用XRD、FT-IR、UV-DRS、XPS、PL等表征手段对其进行表征。结果表明,利用水解法成功合成了BiOCl、Bi_(2)O_(2)CO_(3)和BiOCl/Bi_(2)O_(2)CO_(3)光催化剂,三者均为宽带... 以BiCl_(3)为原料,通过调控Na_(2)CO_(3)用量制备不同的光催化剂,并利用XRD、FT-IR、UV-DRS、XPS、PL等表征手段对其进行表征。结果表明,利用水解法成功合成了BiOCl、Bi_(2)O_(2)CO_(3)和BiOCl/Bi_(2)O_(2)CO_(3)光催化剂,三者均为宽带隙半导体,在可见光下对有色染料有去除效果,主要归功于敏化作用。得益于催化和敏化的联合作用,这些催化剂在全光作用下呈现出较高的去除率,其中BiOCl/Bi_(2)O_(2)CO_(3)催化剂性能最佳。同时,还对其光敏化和光催化的机理进行了研究。 展开更多

关键词 光催化 BioCl BioCl/Bi_(2)o_(2)co_(3) Bi_(2)o_(2)co_(3) 异质结 水解法

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理论计算研究二维/二维BP/g-C_(3)N_(4)异质结的光催化CO_(2)还原性能 被引量：21

8

作者 费新刚 谭海燕 +2 位作者 程蓓 朱必成 张留洋 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第6期148-156,共9页

光催化二氧化碳还原成烃类化合物是解决能源短缺和环境污染的重要途径。而构建复合物光催化剂可以有效地解决单一光催化剂的缺点,并且提高二氧化碳还原活性。尽管对复合物光催化剂已经做了很多研究,然而对其活性增强的内在机制还缺乏理... 光催化二氧化碳还原成烃类化合物是解决能源短缺和环境污染的重要途径。而构建复合物光催化剂可以有效地解决单一光催化剂的缺点,并且提高二氧化碳还原活性。尽管对复合物光催化剂已经做了很多研究,然而对其活性增强的内在机制还缺乏理论认识。本文采用密度泛函理论计算方法研究了二维/二维BP/g-C_(3)N_(4)复合模型的电子性质和CO_(2)还原反应过程。通过对能带位置和界面电子相互作用的综合分析发现,在BP/g-C_(3)N_(4)异质结中,光生载流子的迁移遵循S型异质结光催化机制。与单一的g-C_(3)N_(4)相比,这种异质结可以实现光生载流子的高效分离并且拥有良好的氧化还原能力。此外,通过对比研究CO_(2)在g-C_(3)N_(4)和BP/g-C_(3)N_(4)还原反应过程发现,异质结使CO_(2)还原反应的最大能垒从1.48 e V降低到1.22e V。因此,BP/g-C_(3)N_(4)异质结在理论上被证明是一种优良的CO_(2)还原光催化剂。这项工作有助于了解BP改性对g-C_(3)N_(4)光催化活性的影响,也为其他高性能CO_(2)还原光催化剂的设计提供理论依据。 展开更多

关键词 光催化 co_(2)还原 S型异质结 g-C_(3)N_(4) 理论计算

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Z型异质结Fe_(3)O_(4)@MoS_(2)@SDS光催化降解抗生素的研究 被引量：2

9

作者 杨馨 李欣昊 王宏归 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期92-97,共6页

通过超声的方法将十二烷基硫酸钠(SDS)修饰至Fe_(3)O_(4)@MoS_(2)表面,得到Z型异质结Fe_(3)O_(4)@MoS_(2)@SDS光催化剂,考察了Fe_(3)O_(4)@MoS_(2)@SDS光催化降解四环素(TC)的降解率。结果表明,在光照2 h后,Fe_(3)O_(4)@MoS_(2)@SDS对T... 通过超声的方法将十二烷基硫酸钠(SDS)修饰至Fe_(3)O_(4)@MoS_(2)表面,得到Z型异质结Fe_(3)O_(4)@MoS_(2)@SDS光催化剂,考察了Fe_(3)O_(4)@MoS_(2)@SDS光催化降解四环素(TC)的降解率。结果表明,在光照2 h后,Fe_(3)O_(4)@MoS_(2)@SDS对TC的去除率达到89.7%,远高于Fe_(3)O_(4)@MoS_(2)(57.6%)、MoS_(2)(43.4%)、Fe_(3)O_(4)(26.7%);Fe_(3)O_(4)@MoS_(2)@SDS对TC的光降解过程符合一级动力学。在TC的光降解过程中h^(+)、·O_(2)^(-)、·OH活性自由基均发挥了作用,且h^(+)、·O_(2)^(-)在降解TC时起主要作用。Fe_(3)O_(4)@MoS_(2)@SDS属于Z型异质结,该结构有效加速了光生电子和h^(+)的转移和分离效率。 展开更多

关键词 Fe_(3)o_(4)@mos_(2)@SDS Z型异质结 四环素(TC) 光催化

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利用改性g-C_(3)N_(4)光催化还原CO_(2)

10

作者 王雪娇 董隋颖 +2 位作者 戚克振 Vadim Popkov 项祥林 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第12期7-8,共2页

化石燃料的消耗导致CO_(2)排放量大幅增加,对环境构成严重威胁。本文探讨了石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))在光催化CO_(2)还原中的潜在应用,以此来应对全球变暖的影响。然而,g-C_(3)N_(4)在这一过程中的有效性受到几个因素的限制,例如光生... 化石燃料的消耗导致CO_(2)排放量大幅增加,对环境构成严重威胁。本文探讨了石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))在光催化CO_(2)还原中的潜在应用,以此来应对全球变暖的影响。然而,g-C_(3)N_(4)在这一过程中的有效性受到几个因素的限制,例如光生载流子的快速重组、可见光吸收能力差以及缺乏活性位点等。为了解决这些问题,人们采用了各种改性策略,包括调整g-C_(3)N_(4)的形貌(如量子点、纳米棒、纳米管、纳米片、空心球等形貌),掺杂各种原子,以及与其他半导体形成异质结。本综述重点讨论S型异质结在提高g-C_(3)N_(4)光催化性能方面的作用。总之,尽管g-C_(3)N_(4)已显示出作为光催化剂用于还原CO_(2)的潜力,但仍需进一步研究和创新,以克服其当前的局限性。 展开更多

关键词 g-C_(3)N_(4) 光催化 co_(2)还原 改性 S型异质结

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基于Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料的自供能紫外探测器的制备及性能研究 被引量：1

11

作者 方向明 周起成 +3 位作者 郭庄鹏 朱恩科 郝瑜睿 高世勇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期107-115,共9页

为了获得高性能的自供能紫外探测器,结合热聚法和溶液法成功制备了Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料,并对其微观形貌、晶体结构、元素组成及价态进行了表征。结果表明,Bi_(2)O_(3)呈蜂窝状结构的块体,其附着在具有层状结构的g-C_(3)N_... 为了获得高性能的自供能紫外探测器,结合热聚法和溶液法成功制备了Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料,并对其微观形貌、晶体结构、元素组成及价态进行了表征。结果表明,Bi_(2)O_(3)呈蜂窝状结构的块体,其附着在具有层状结构的g-C_(3)N_(4)纳米片上。基于该异质结制备了无需外加偏压即能工作的紫外探测器。在紫外光照射下,Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)光电探测器能够立即产生光电流并达到最大稳定值约0.43μA,相比于Bi_(2)O_(3)纳米块紫外探测器,其光电流提升了约1.05倍。值得注意的是,Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)紫外探测器还展现出了快的响应速度(约181.7 ms),并且其光电流与入射光强也具有良好的线性关系,表明该器件对不同强度的紫外光均能实现快速且稳定的探测。 展开更多

关键词 紫外探测器 自供能 Bi_(2)o_(3)纳米块 g-C_(3)N_(4)纳米片 异质结

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S型异质结Bi_(4)O_(5)Br_(2)/CeO_(2)的制备及其光催化CO_(2)还原性能

12

作者 李跃军 曹铁平 孙大伟 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期963-970,共8页

光催化CO_(2)还原技术的关键是开发高效光催化剂,而构建具有紧密界面结构的异质结是增强界面电荷转移,实现高效光催化活性的有效途径。本研究采用静电纺丝技术结合水热法,将Bi_(4)O_(5)Br_(2)纳米片镶嵌在CeO_(2)纳米纤维表面,制得Bi_(4... 光催化CO_(2)还原技术的关键是开发高效光催化剂,而构建具有紧密界面结构的异质结是增强界面电荷转移,实现高效光催化活性的有效途径。本研究采用静电纺丝技术结合水热法,将Bi_(4)O_(5)Br_(2)纳米片镶嵌在CeO_(2)纳米纤维表面,制得Bi_(4)O_(5)Br_(2)/CeO_(2)纤维光催化材料(B@C-x,x对应反应物的加入量)。利用不同方法表征其微观结构、形貌和光电性能。结果表明,适当Bi_(4)O_(5)Br_(2)含量的Bi_(4)O_(5)Br_(2)/CeO_(2)异质结可以显著提高CeO_(2)纳米纤维的光催化性能。与纯Bi_(4)O_(5)Br_(2)和CeO_(2)相比,B@C-2在模拟太阳光下表现出最佳光催化活性,不使用任何牺牲剂或共催化剂的条件下,CO生成速率达到8.26μmol·h^(–1)·g^(–1)。这归因于Bi_(4)O_(5)Br_(2)和CeO_(2)之间的界面结合紧密以及构建的S型异质结,使得光生载流子可以实现有效的空间分离和转移。本研究为定向合成Bi基S型异质结复合光催化材料提供了一种简便有效的方法,为清洁能源转换探索了可行的途径。 展开更多

关键词 Bi_(4)o_(5)Br_(2)/Ceo_(2)复合纤维 异质结 光催化co_(2)还原 水热法

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碳化MoS_(2)/掺硫g-C_(3)N_(4)异质结的合成及其在可见光下催化降解罗丹明B机理 被引量：3

13

作者 邱灵芳 马梦帆 +5 位作者 刘哲媛 陈建 李平 陈祥树 喜多英敏 多树旺 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1885-1892,共8页

为了进一步提高聚合物半导体类石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))降解有机物的活性,通过简单的水热法复合得到碳化MoS_(2)/掺硫g-C_(3)N_(4)异质结(MoSC/S-CN),并在可见光下研究其罗丹明B(RhB)的降解性能。结果表明,相较于纯g-C_(3)N_(4),最... 为了进一步提高聚合物半导体类石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))降解有机物的活性,通过简单的水热法复合得到碳化MoS_(2)/掺硫g-C_(3)N_(4)异质结(MoSC/S-CN),并在可见光下研究其罗丹明B(RhB)的降解性能。结果表明,相较于纯g-C_(3)N_(4),最优化的MoSC/S-CN样品对可见光的吸收范围得到明显拓宽,并且在100 min内对RhB的降解效率为92.5%,比纯g-C_(3)NQ性能提高68.83%。一系列的结构和光学性质表明,掺硫后再进一步与碳化MoS_(2)耦合可以协同作用于g-C_(3)N_(4),改善g-C_(3)N_(4)的能带结构,加速光生电子空穴对的分离,有效提高光催化活性。 展开更多

关键词 碳化mos_(2) 掺硫g-C_(3)N_(4) 半导体 异质结 可见光

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CaFe_(2)O_(4)/WO_(3)异质结光催化剂的制备及对亚甲基蓝的降解 被引量：3

14

作者 刘强 田俐 +2 位作者 陈善民 吴杰灵 易益涛 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3601-3613,共13页

通过水热合成和热处理相结合的方法制备p-n型CaFe_(2)O_(4)/WO_(3)异质结复合材料。采用XRD、SEM、TEM、EDS、BET及UV-Vis-DRS对材料结构和性能进行表征和测试,并研究了水溶性染料亚甲基蓝(Methylene blue)的光催化降解。结果表明:相对... 通过水热合成和热处理相结合的方法制备p-n型CaFe_(2)O_(4)/WO_(3)异质结复合材料。采用XRD、SEM、TEM、EDS、BET及UV-Vis-DRS对材料结构和性能进行表征和测试,并研究了水溶性染料亚甲基蓝(Methylene blue)的光催化降解。结果表明:相对于单相WO_(3),p-n型CaFe_(2)O_(4)/WO_(3)复合材料的响应范围明显地扩展到更高波长的可见光区,能高效地实现光催化降解有机染料亚甲基蓝。CaFe_(2)O_(4)/WO_(3)质量比为5%的CaFe_(2)O_(4)/WO_(3)复合材料比表面积为19.7 m^(2)/g,孔径分布在20~150 nm之间;在模拟可见光降解50 mg/L的亚甲基蓝实验中,其在6 h内的降解率达到了90%,重复3次的光催化降解率仍有86%,降解反应速率常数k_(a)为0.180 h^(-1),显示出优异的光催化降解能力和循环稳定性。降解机理研究表明,WO_(3)和CaFe_(2)O_(4)之间的价带和导带关系满足能级匹配条件,可形成p-n型CaFe_(2)O_(4)/WO_(3)异质结,从而提高复合材料的光催化活性。 展开更多

关键词 可见光响应 CaFe_(2)o_(4)/Wo_(3) p-n型异质结 复合半导体 光催化

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高催化活性2D/2D Ti_(3)C_(2)/Bi_(4)O_(5)Br_(2)纳米片异质结的构建及其可见光催化去除NO 被引量：2

15

作者 杨晓庆 杨华琳 +7 位作者 卢欢 丁皓璇 童妍心 饶斐 张鑫 申茜 高健智 朱刚强 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第10期150-158,共9页

本研究采用水热法构建出2D/2D Ti_(3)C_(2)/Bi_(4)O_(5)Br_(2)纳米异质结,在可见光下研究了该复合材料对NO的光催化去除能力。实验表明,15%Ti_(3)C_(2)/Bi_(4)O_(5)Br_(2)对NO的光催化去除效率相比纯Bi_(4)O_(5)Br_(2)显著提高:其降解... 本研究采用水热法构建出2D/2D Ti_(3)C_(2)/Bi_(4)O_(5)Br_(2)纳米异质结,在可见光下研究了该复合材料对NO的光催化去除能力。实验表明,15%Ti_(3)C_(2)/Bi_(4)O_(5)Br_(2)对NO的光催化去除效率相比纯Bi_(4)O_(5)Br_(2)显著提高:其降解效率达到57.6%,比Bi_(4)O_(5)Br_(2)高27.1%。同时,15%Ti_(3)C_(2)/Bi_(4)O_(5)Br_(2)具有很好的稳定性,经过5次循环催化,其催化率依然接近50.0%。研究发现,反应过程中主要的反应活性物质是e^(−)和·O_(2)^(−),光氧化产物主要为NO_(2)^(−)和NO_(3)^(−)。分析复合材料的光催化机制,发现光催化活性的提高主要得益于2D/2D Ti_(3)C_(2)/Bi_(4)O_(5)Br_(2)异质结提高了电子与空穴的分离率,从而提高了光催化效率。这项工作提供了一个制备2D/2D纳米复合材料用于光催化降解环境污染物的有效方法,在缓解能源紧张与环境污染方面有巨大应用潜力。 展开更多

关键词 Ti_(3)C_(2)/Bi_(4)o_(5)Br_(2) 2D/2D异质结 半导体 光催化剂 光催化降解 No去除

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In_(2)O_(3)修饰三维纳米花MoS_(x)构建S型异质结用于高效光催化产氢 被引量：4

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作者 李红英 龚海明 靳治良 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第12期226-235,共10页

形貌控制和异质结构建是提升光催化剂性能的有效策略。本文采用In_(2)O_(3)修饰三维纳米花MoS_(x)并构建S型异质结,为电子的传输提供了特殊的转移途径。通过合理调控In_(2)O_(3)的负载量,MoSx/In_(2)O_(3)的最佳产氢速率能够达到6704.2... 形貌控制和异质结构建是提升光催化剂性能的有效策略。本文采用In_(2)O_(3)修饰三维纳米花MoS_(x)并构建S型异质结,为电子的传输提供了特殊的转移途径。通过合理调控In_(2)O_(3)的负载量,MoSx/In_(2)O_(3)的最佳产氢速率能够达到6704.2μmol·g^(-1)·h^(-1),是纯MoS_(x)的1.8倍。采用荧光光谱和电化学测试证实复合材料中内部电子和空穴对的分离效率得到了有效的提升,并利用紫外漫反射测试和羟基自由基实验推测了析氢机理。 展开更多

关键词 光催化 异质结 mos_(x) In_(2)o_(3) 析氢

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WO_(3)/CuBi_(2)O_(4)异质结的制备及其光电化学性能研究 被引量：1

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作者 吴涛 李天保 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期96-101,共6页

采用一步水热法在FTO导电玻璃上制备了WO_(3)纳米薄膜,并通过电沉积法在WO_(3)纳米薄膜上生长CuBi_(2)O_(4)制备了WO_(3)/CuBi_(2)O_(4)异质结。利用SEM、XRD、XPS等对WO_(3)/CuBi_(2)O_(4)的形貌和晶体结构进行分析,并对其进行紫外-可... 采用一步水热法在FTO导电玻璃上制备了WO_(3)纳米薄膜,并通过电沉积法在WO_(3)纳米薄膜上生长CuBi_(2)O_(4)制备了WO_(3)/CuBi_(2)O_(4)异质结。利用SEM、XRD、XPS等对WO_(3)/CuBi_(2)O_(4)的形貌和晶体结构进行分析,并对其进行紫外-可见光谱、光电流及交流阻抗等测试。结果表明,WO_(3)/CuBi_(2)O_(4)异质结的可见光吸收范围拓宽,其光电流密度(0.56 mA/cm^(2))为纯WO_(3)(0.22 mA/cm^(2))的2.5倍,ABPE效率提升至0.22%。此外,WO_(3)/CuBi_(2)O_(4)异质结使载流子阻抗降低、迁移率提高,从而提高光电化学性能。 展开更多

关键词 Wo_(3) CuBi_(2)o_(4) 异质结 光电催化 光电流

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Ti^(4+)掺杂制备花状SnO_(2)/Sn_(3)O_(4)异质结微米球及其光催化性能 被引量：6

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作者 张梦凡 李方 +3 位作者 张振民 周晚琴 刘珍 余长林 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1227-1236,共10页

通过水热法制备了由层状纳米片堆叠而成的花球状Sn_(3)O_(4)及x%Ti⁃SnO_(2)/Sn_(3)O_(4)(x%为Ti与Sn的物质的量之比)。采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、红外光谱和光电流响... 通过水热法制备了由层状纳米片堆叠而成的花球状Sn_(3)O_(4)及x%Ti⁃SnO_(2)/Sn_(3)O_(4)(x%为Ti与Sn的物质的量之比)。采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、红外光谱和光电流响应等物理化学方法对合成的样品进行表征分析。结果表明,由于Ti^(4+)电负性及离子半径与Sn4+相似,可以很好地进入Sn_(3)O_(4)晶格中替代Sn4+形成替代掺杂,但不引起大的晶格畸变。同时,掺入Ti^(4+)后使得一部分Sn4+直接与O结合生成纳米球状SnO2颗粒分散覆盖在Sn_(3)O_(4)表面,形成SnO_(2)/Sn_(3)O_(4)异质结。光催化活性表明,x%Ti⁃SnO_(2)/Sn_(3)O_(4)不仅具有较强的还原Cr^(6+)能力,而且拥有氧化降解有机污染物甲基橙和酸性橙Ⅱ的能力。催化活性的增强归因于x%Ti⁃SnO_(2)/Sn_(3)O_(4)具有比较大的比表面积和更强的光吸收,同时SnO_(2)/Sn_(3)O_(4)异质结的生成有效地提升了光生电子与空穴的分离效率。 展开更多

关键词 Ti4+掺杂 Sno_(2)/Sn_(3)o_(4)异质结 还原Cr^(6+) 染料降解

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基于异质结的Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)O_(2)CO_(3)复合光催化剂的制备及其在抗生素废水处理中的性能研究 被引量：2

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作者 田浩然 刘福跃 +3 位作者 邰月辉 韩博宇 付威 刘崎峰 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期109-113,120,共6页

以Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O和Na_(2)WO_(4)·2H_(2)O为前驱体,采用溶剂热法合成了Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)O_(2)CO_(3)异质结,利用XRD、XPS、SEM、TEM、BET、FT-IR、UV-Vis、PL等对催化剂进行表征和分析。以环丙沙星和罗丹明B为目... 以Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O和Na_(2)WO_(4)·2H_(2)O为前驱体,采用溶剂热法合成了Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)O_(2)CO_(3)异质结,利用XRD、XPS、SEM、TEM、BET、FT-IR、UV-Vis、PL等对催化剂进行表征和分析。以环丙沙星和罗丹明B为目标污染物,在可见光下对污染物进行降解,并探究了材料的光催化活性。结果表明,Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)O_(2)CO_(3)复合材料的光催化活性远高于纯Bi_(2)WO_(6)和纯Bi_(2)O_(2)CO_(3),原因是Bi_(2)WO_(6)和Bi_(2)O_(2)CO_(3)之间形成了异质结,提高了电子空穴的传输速率,降低了载流子复合率。自由基淬灭试验发现,超氧自由基(·O^(2-))和空穴(h+)是主要的活性物种。同时对Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)O_(2)CO_(3)复合材料降解污染物的机理进行了探究。 展开更多

关键词 异质结 环丙沙星 光催化 Bi_(2)Wo_(6) Bi_(2)o_(2)co_(3)

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Sb_(2)O_(3)/BiVO_(4)/WO_(3)异质结构建及光电催化合成过氧化氢

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作者 谢银琼 唐诗 +3 位作者 王珊珊 连欣 郭文龙 刘玺 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第3期433-442,共10页

采用溶剂热法-旋涂法构建了Sb_(2)O_(3)/BiVO_(4)/WO_(3)半导体异质结,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等手段表征了其物化性质。在1.23 V(vs RHE)电位下,BiVO_(4)/WO_(3)的光电流密度相对于BiVO_(4)提高了2倍。进一... 采用溶剂热法-旋涂法构建了Sb_(2)O_(3)/BiVO_(4)/WO_(3)半导体异质结,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等手段表征了其物化性质。在1.23 V(vs RHE)电位下,BiVO_(4)/WO_(3)的光电流密度相对于BiVO_(4)提高了2倍。进一步复合Sb_(2)O_(3)之后,虽然Sb_(2)O_(3)/BiVO_(4)/WO_(3)薄膜的光电流密度有所下降,但其光电催化产H_(2)O_(2)的法拉第效率和产生速率得到明显提升。在1.89 V(vs RHE)电位下,3c-Sb_(2)O_(3)/BiVO_(4)/WO_(3)薄膜产H_(2)O_(2)的法拉第效率提高到约19%;1c-Sb_(2)O_(3)/BiVO_(4)/WO_(3)薄膜H_(2)O_(2)产生速率从约2.1μmol·h-1·cm^(-2)提高到约3.6μmol·h-1·cm^(-2)。此外,Sb_(2)O_(3)的复合显著提高了BiVO_(4)/WO_(3)电极材料的光电催化稳定性。 展开更多

关键词 Sb_(2)o_(3)/BiVo_(4)/Wo_(3)异质结 光电催化 氧化水反应 过氧化氢

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