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光电催化

光电催化的相关文献在1985年到2022年内共计1132篇,主要集中在化学、废物处理与综合利用、化学工业 等领域,其中期刊论文428篇、会议论文49篇、专利文献256716篇;相关期刊207种,包括太原理工大学学报、功能材料、广东化工等; 相关会议38种,包括第三届环渤海表面精饰发展论坛、上海市化学化工学会2013年度学术年会、第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议等;光电催化的相关文献由2688位作者贡献,包括梁镇海、刘宪、周保学等。

光电催化—发文量

期刊论文>

论文:428 占比:0.17%

会议论文>

论文:49 占比:0.02%

专利文献>

论文:256716 占比:99.81%

总计:257193篇

光电催化—发文趋势图

光电催化

-研究学者

  • 梁镇海
  • 刘宪
  • 周保学
  • 潘湛昌
  • 滕厚开
  • 谢陈鑫
  • 刘志锋
  • 樊彩梅
  • 赵国华
  • 孙彦平
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利文献

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作者

    • 卢海娇; 李显龙; Sabiha Akter Monny; 王志亮; 王连洲
    • 摘要: 作为一种有价值的化学品,过氧化氢广泛应用于工业领域.不仅如此,过氧化氢还具有比氢气更高的能量密度及优于传统化石燃料的环保优势,因此,其作为太阳能储能介质的应用也吸引了越来越多研究者的关注.传统蒽醌法生产过氧化氢存在需要贵金属催化剂、能耗大、碳排放高、过程繁琐、产物不纯、产生大量固液气废物等问题,因此,开发简便、环保、节能和安全的方法生产过氧化氢具有十分重要的意义.光电催化法结合了光催化和电催化方法的优势,可以有效提高能量转换效率并降低电能消耗,是具有潜力的生产过氧化氢新方法.同时,过渡金属氧化物半导体是光电催化法生产过氧化氢最有希望的催化剂材料.本综述简要介绍了光电催化法合成过氧化氢的基本原理,概述了光电催化反应合成过氧化氢的两种不同路径(水分子氧化和氧气还原)、相应的中间产物以及制备过氧化氢的三个主要过程(光吸收、光生电荷分离和表面反应),并总结了文献中各种测定过氧化氢浓度的方法.归纳了用于光电催化法生产过氧化氢的过渡金属氧化物半导体光电催化剂的最新进展,主要包括基于钒酸铋、二氧化钛、三氧化钨、氧化镍以及其他过渡金属氧化物的催化剂材料和反应体系,从理论计算和实验测定两个角度揭示了过渡金属氧化物催化剂材料在过氧化氢生产中的巨大潜力,总结了过渡金属氧化物的改性策略以进一步提高其活性和效率.本文还介绍了光电催化生产过氧化氢燃料电池的研究进展,展示了过氧化氢作为储存太阳能的可再生燃料的巨大潜力.最后,着重从催化剂光生电荷分离、活性位点、反应选择性、过氧化氢稳定性、电解质溶液和反应标准化测试六个方面讨论了光电催化法生产过氧化氢所面临的挑战和未来前景.综上,本文旨在为光电催化法生产可再生太阳能燃料过氧化氢提供启发.
    • 于广铎
    • 摘要: 染料废水中含有许多对人体有害的物质。许多传统的处理技术效果差,难以达到排放标准。具有氧化能力强、选择性高、无二次污染的TiO_(2)光电催化技术广泛用于高浓度、难处理、有毒有害染料废水的处理,并取得了显著成效。综述了TiO_(2)纳米管的金属掺杂、非金属掺杂、多元素共掺杂、构造异质结和染料敏化等改性方法及光电催化反应的基本原理和污染物的处理机理。最后对未来可能的研究方向进行了展望。
    • 王筱雯; 王聪; 李芬; 胡晓玲
    • 摘要: 采用TiO_(2)/ITO光电极研究了不同光照方式对有机污染物光电催化降解的影响,通过光强测试解析了有机污染物物降解过程及有机污染物的空穴清除能力。结果表明:与正光照射相比,背光照射光电催化降解苯酚、腐植酸和酸性橙的速率分别提升了16.19%、26.09%和38.87%;正光照射时,光经过溶液导致的光强损失减弱了光阳极表面光照强度,从而降低了催化效率;背光照射对有机污染物降解效率提升的程度与有机污染物吸收光的能力呈正相关关系;由于背光照射避免了光经过溶液造成的光强损失,提高了空穴捕获能力,相较于没有污染物的条件产生了更大的光电流。
    • 徐志莹; 郭春雨; 刘欣; 李苓; 王亮; 徐浩兰; 张东柯; 李春虎; 李勤; 王文泰
    • 摘要: 资源短缺和环境污染成为制约当今社会发展的两大难题,清洁能源代替化石能源的大潮已全面开启,而氢能作为新一代清洁能源在全球范围内备受关注与重视.太阳能和水都是丰富的可再生资源,利用太阳能将水转化为氢能的光催化和光电催化分解水产氢技术具有广阔的前景.二氧化钛(TiO_(2))作为一种n型半导体,具有耐光腐蚀性、稳定性、低成本和无毒性等优点,已被广泛应用于光催化降解污染物、产氢和CO_(2)转化等领域.但TiO_(2)也存在光谱响应范围较窄、光生载流子复合率高、氧化动力学缓慢等缺点,严重限制了其在光催化和光电催化分解水方面的应用.为了改善TiO_(2)的上述缺点,本文通过形貌控制、结构设计、缺陷工程、异质结构建和贵金属掺杂等多种策略合成了Ag/PANI/3DOMM-TiO_(2–x)三元催化剂,显著提升了光催化和光电催化分解水产氢的性能.Ag/PANI/3DOMM-TiO_(2–x)催化剂具有以下特点:(1)催化剂为三维有序大孔结构且具有较大的比表面积和均匀的孔径,有利于传质扩散并为催化剂提供了更多的吸附和反应位点;(2)在3DOMM-TiO_(2)中引入Ti^(3+)和氧空位等缺陷可以显著减少带隙宽度,提高光吸收效率;(3)聚苯胺(PANI)作为一种典型的导电聚合物在可见光范围内表现出较高的吸收能力和良好的导电性;(4)成功构建了Z型异质结光催化剂,由于氧化和还原位点分别在3DOMM-TiO_(2–x)和PANI两种催化剂表面,从而可以显著提高光生载流子的有效分离和运输,并且催化剂具有更强的氧化还原能力;(5)通过贵金属银纳米颗粒的表面等离子体共振(SPR)效应增强对可见光的吸收,并且银纳米颗粒的SPR效应会产生更多的热电子并转移到PANI的导带,进而直接参与还原反应制氢.结合X射线衍射光谱和X射线光电子能谱表征结果,说明成功合成了Ag/PANI/3DOMM-TiO_(2–x)催化剂;扫描电子显微镜,透射电子显微镜,高分辨率透射电镜以及电子自旋共振等表征结果表明,Ag/PANI/3DOMM-TiO_(2–x)催化剂具有三维有序大孔和中孔结构并成功引入了氧空位和银纳米颗粒,UV-Vis DRS表征说明,通过对催化剂光学性能的不断改进,催化剂对可见光的吸收逐渐增强,催化剂的禁带宽度不断减小.基于上述各方面的协同效应,Ag/PANI/3DOMM-TiO_(2–x)催化剂在光催化和光电催化水分解制氢中均表现出较强的活性,光催化制氢速率为420.90μmol g^(–1)h^(–1),分别为商用P25和3DOMM-TiO_(2)的19.80倍和2.06倍.在光电化学试验中,通过AM 1.5 G模拟太阳光照射,在0.5 mol/L NaSO_(4)的缓冲溶液中,Ag/PANI/3DOMM-TiO_(2–x)复合光电阳极在1.23 V vs.RHE下的光电流密度为1.55 mA cm^(–2),约为3DOMM-TiO_(2)的5倍.综上,本文合成的有机/无机Z型光催化剂Ag/PANI/3DOMM-TiO_(2–x)在光催化和光电催化水分解制氢方面具有良好的应用潜力.
    • 李艳
    • 摘要: 采用响应面法对等离子体掺氮TiO_(2)纳米管(N-TiO_(2))的制备条件进行优化,获得具有高光电催化活性的催化剂。以活性艳红K-2BP为目标降解物,分别对掺氮功率、掺氮时间及外加偏压进行单因素实验,并采用Design-Expert8.0软件设计响应面实验,构建响应面模型,然后对结果进行ANOVO、等高线与三维曲线分析。结果表明,掺氮功率为10 W,掺氮时间为90 s,外加偏压为20 V时,N-TiO_(2)纳米管光电催化活性最佳;经验证,该条件下的响应目标模型的预测值与实验值的误差率仅为0.79%,N-TiO_(2)纳米管带隙明显减小。
    • 苗昱聪; 邵明飞
    • 摘要: 化石燃料的过度消耗导致了能源短缺和环境破坏,因此可再生清洁能源的开发已成为当务之急.在众多可再生能源中,太阳能因其环境友好,储量巨大且分布广泛等特点而引起了研究者们的兴趣.光电催化(PEC)是一种能够将可再生太阳能转化为化学能的方法,而最受关注的是通过PEC水分解来获得高附加值的氢能源.欲使PEC系统实现水分解,理论上应利用带隙至少为1.23 eV的半导体光电极,在光激发下使产生的光生空穴和电子分别在阳极进行水的氧化以产生氧气,并在阴极实现水的还原来产生氢气.然而在此过程中,阳极发生的析氧反应(OER)是一个动力学缓慢的四电子过程,并且反应产出的氧气相对于氢气是一种低附加值的产物.这就导致了PEC水分解体系效率较低,经济性也不令人满意.实际上,除水分解之外,PEC体系还有许多其他应用,包括水氧化制过氧化氢、有机物选择性氧化、有机污染物氧化降解以及二氧化碳还原等.这些应用能够提升产物的附加值,如水能被氧化为更高价值的过氧化氢而不是氧气.此外,例如甘油这一价格低廉的有机生物质可以被氧化转化为1,3-二羟基丙酮和甘油醛等高附加值化学品,此类反应加快反应速率的特点同样能使得PEC系统的实用性提升.最近,在光阴极上进行二氧化碳还原反应同样得到了许多关注,因为它能够同时起到将太阳能转换为化学能和减少温室气体来保护环境的双重目的.但想要实现以上的目标,必须选择合适的半导体材料以满足各体系的需要.因此,在一个PEC系统中同时设计能够带来更多效益的反应和与之匹配的高效光电极是一个巨大的挑战.以往有许多优秀的文章总结了PEC水分解体系的设计和优化,但目前还缺少对如何实现PEC系统中各种高附加值产品生产以及环境处理应用的全面讨论.基于此目的,本述评聚焦于PEC系统中多种面向现实应用的反应体系,详细讨论了系统中光电极的设计制备、反应环境调控,并揭示工作机理.相信这篇关于PEC技术应用拓展的详细述评将对太阳能-化学能转化以发展清洁能源和环境保护的方向带来有效的借鉴和启示.
    • 关高明; 邵一鑫; 徐兆柳; 刘丽平; 许伟钦; 蒋辽川
    • 摘要: 本研究采用阳极氧化法制备TiO_(2)纳米管阵列(TNTs),并通过方波脉冲电沉积法将Zn单质层沉积到TNTs上,经过表面氧化,成功制得具有三维阵列结构的ZnO@Zn/TNTs纳米复合材料。以场发射电子显微镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)等测试手段研究样品的表面形貌、结构和物相组成;借助各种电化学技术探究ZnO@Zn/TNTs的光电化学性能。测试结果表明ZnO@Zn/TNTs光电催化性能好,对亚甲基蓝的降解率达到86%,其光电催化降解速率常数为TNTs的1.65倍。
    • 寇丽芳; 张小超; 张长明; 官修帅; 樊彩梅
    • 摘要: 推进“碳达峰碳中和”目标,缓解能源危机和实现CO_(2)减排,光/电催化技术可将CO_(2)还原为可再生碳氢燃料和高附加值化学品,被认为是经济有效的双赢策略。其中,高效光/电催化剂研制作为关键核心问题。碳基材料凭借其良好的物理化学稳定性、表面性质、独特导电性和优异吸附性能引起了广泛关注。更重要的是,对其引入金属活性组分,不但可以影响金属的表面形貌、粒径大小、分散性以及存在形式,而且与金属组分间的相互作用能控制金属与载体之间的电荷转移,增强催化剂对CO_(2)的吸附能力和催化转化效率。基于此,综述了碳基材料负载不同种类金属(Fe,Co,Ni,Cu和双金属)的制备方法,探讨了碳基材料与不同种类金属之间的结合方式对催化性能的影响规律,最后对碳基金属复合材料存在的问题以及未来的应用前景进行了总结与展望。
    • 李春晓; 李俊松; 何京生; 刘琪
    • 摘要: 以钛酸四正丁酯(TBT)为钛源,以葡萄糖(C_(6)H_(6)O_(6))为碳源,采用二次水热法和热处理在FTO导电玻璃上原位生长了表面包覆超薄碳层的TiO_(2)@C核壳纳米棒薄膜光阳极。利用XRD、SEM、TEM、XPS、FT-IR、UV-vis、Raman、PL对制备的样品进行表征和测试,最后采用电化学三电极法对样品进行光电转化性能测试。结果表明,实验成功制备了TiO_(2)纳米棒薄膜,单根纳米棒尺寸为100~200 nm,复合样品表面均匀生长了一层C,形成了TiO_(2)@C核壳纳米棒阵列结构,与纯的TiO_(2)相比复合材料表现出更好的光催化性能。其中,最优C 6H 6O 6浓度为4 mmol/L,该浓度下制备的TiO_(2)@C在1.23 V vs.RHE时的光电流密度为1.65 mA/cm^(2),是纯TiO_(2)光电流密度大小的1.39倍。TiO_(2)@C核壳纳米棒薄膜光阳极的光催化性能得到了很大的提升。这是由于C层修饰了TiO_(2)的表界面,而C自身良好的导电性也促进了电子-空穴的分离和转移,提高了光生载流子的寿命,从而使其光电转化性能明显提升。
    • 郭芳颖; 王群; 贾伟科; 苏骑; 王际平
    • 摘要: 以钛酸异丙酯为节点,2-氨基对苯二甲酸为连接体,构建具有多孔结构的钛基金属有机骨架(Ti-MOFs),即NH_(2)-MIL-125(Ti),通过原位沉积法将花状多级结构的二硫化钼(MoS_(2))负载至Ti-MOFs表面,制备了具有多活性位点的光电催化剂MoS_(2)/Ti-MOFs,并考察了MoS_(2)负载量对Ti-MOFs光电催化性能的影响。扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线光子能谱等用于表征材料的形貌、结构及组成,电化学工作站用于研究材料的光电化学性能。此外,使用MoS_(2)/Ti-MOFs作为光电催化剂对模拟有机污染物2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)进行降解,通过测试模拟污染物的降解效率,评估了合成的催化剂的光电催化活性。研究结果表明,MoS_(2)可有效负载于Ti-MOFs表面,且MoS_(2)负载量为20wt.%时,合成的催化剂(MoS_(2)/Ti-MOFs-80)的光电催化性能最优。MoS_(2)/Ti-MOFs-80在可见光照射下的光电流密度达到了0.290 mA/cm_(2)。在可见光下照射6 h后,MoS_(2)/Ti-MOFs-80对2,4,6-TCP的去除效率达到了82.59%,且模拟污染物循环降解实验证实了MoS_(2)/Ti-MOFs-80具有良好的光电催化稳定性。
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