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Nano-Micro Letters “纳米光催化”专题

已有 3605 次阅读 2017-6-13 09:16 |个人分类:Nano-Micro Lett.|系统分类:论文交流| 虚拟专辑

材料人首届科技资讯写作大赛自5月13日发布征稿通知以来(参赛详情请戳我)赛程以过半,大赛受到读者们的广泛关注。感谢支持单位Taylor & Francis Group,科学出版社,MDPI,National Science Review,Chinese Science Bulletin,Science China Materials,Science China Chemistry ,Nano-Micro Letters对本次大赛的支持!感谢各位材料人的热心参与。本文由Nano-Micro Letters编辑部投稿。

在能源危机和环境问题的双重压力下,开发新能源,特别是使用清洁能源代替传统能源,迅速降低传统能源的消耗量,保护环境、改善城市空气质量是关乎社会可持续发展的重大课题。目前,极具发展前景的清洁能源技术是利用太阳能进行光催化制氢。本专题主要介绍Nano-Micro Letters期刊近两年在纳米光催化领域的8篇代表性论文,展示了在利用纳米/微米电极材料的优化与开发提高光催化活性与性能方面的最新研究进展。敬请阅读并下载(免费),并欢迎投稿。

1、综述:可见光催化裂解水制氢的纳米结构及反应机制

摘要:太阳光电催化裂解水(PEC)制氢是未来清洁能源研究的重要课题,然而,由于光俘获效率低、光生载流子快速复合引起的能量损失、以及电极退化等问题,使得提高光催化裂解水的效率仍面临巨大挑战。本文综述了不同PEC裂解水制氢系统中,基于纳米材料和纳米结构的光催化研究进展,包括Au纳米颗粒修饰TiO2纳米线电极、Pt/CdS/CGSe电极、Z型系统电极(Bi2S3/TNA阳极、 Pt/SiPVC阴极)等。同时,总结了该领域存在的问题以及相关前瞻性解决方案。

全文链接http://dx.doi.org/10.1007/s40820-015-0063-3

2. 高光催化活性纳米材料:Fe2O3改性多孔BiVO4纳米片

摘要:BiVO4是研究最为广泛的可见光响应光催化材料之一,但是未改性的BiVO4对有机污染物的光催化降解活性较低。本文通过Fe2O3改性多孔BiVO4纳米片,与未改性BiVO4纳米片相比,光催化降解罗丹明B和苯酚的效率分别提高27倍和31倍。

全文链接http://dx.doi.org/doi:10.1007/s40820-015-0033-9

3. 静电纺丝法制备具有高光催化性能的超长SnO2纳米管3D多孔网络结构

摘要:SnO2是典型的n型半导体,具有高稳定性、无毒性、低成本、以及优秀的光电性能,尤其在光催化水分解和光催化有机废水氧化方面,因具有高还原和低氧化势能而成为研究热点。块体SnO2具有很多局限性,比如激发态载流子寿命短、析氧反应动力差、空穴扩散长度短等。大量的工作集中于制备小尺寸的纳米SnO2以提高其活性。但小尺寸又出现了新问题,即光催化循环利用和回收比较麻烦。因此,具有高表面积、高载流子利用率、优秀的循环利用特性的纳米结构材料有望解决上述问题。

本文利用单毛细管静电纺丝技术制备了超长SnO2纳米管3D多孔网络结构,相对传统SnO2纳米材料,这种三维多孔网络结构具有更高的光电流和光催化活性,大幅提高了光捕获效率和电子-空位对分离效率。此外,这种交织的3D纳米纤维网络还具有可循环利用等特点,可用作未来低成本光催化系统。

全文链接http://dx.doi.org/10.1007/s40820-014-0022-4

4. 介孔TiO2/碳微球复合材料:一步合成及高效可见光催化降解特性

摘要:通过简便的浸渍-炭化方法,以离子交换树脂和K2TiO(C2O4)2作为碳源和钛源,制备了TiO2/碳微球复合材料。用作可见光催化降解甲基橙材料时,碳球和TiO2显示出良好的协同强化效应,高表面积介孔利于染料分子与TiO2纳米颗粒接触,而微球便于TiO2/C复合材料在反应后与反应物的直接分离。

全文链接。http://dx.doi.org/10.1007/s40820-015-0029-5

5. WO3纳米纤维: 可见光光催化剂的简便静电纺丝制备及高效催化活性

摘要:金属氧化物光催化降解是处理工业污染物的有效途径之一。本研究以PVP/柠檬酸/钨酸溶液为前驱体,利用静电纺丝方法制备了WO3纳米纤维,探讨了工艺参数对WO3纤维结构的影响,发现PVP浓度是主要的影响因素。用作甲基蓝降解光催化剂时,这种WO3纳米纤维的催化效率比商用WO3微米颗粒提高了一倍。

全文链接http://dx.doi.org/10.1007/s40820-015-0042-8

6. 六方ZnO纳米片薄膜:自组装法制备及其光电化学性能

摘要:ZnO是一种高效的具有重要应用前景的光催化材料,具有含量高、低成本、无毒性、化学稳定好、纳米结构易于有序合成、激子束缚能高等优点。合成ZnO纳米结构的方法很多,其中无电沉积的方法具有低成本、大量制备、低温合成等优点。本研究利用简单高效的无电镀层沉积方法,在ITO透明导电玻璃基底上大面积沉积了均匀的六方相ZnO纳米片薄膜。在100 mW/cm2模拟光照条件下,该ZnO纳米片薄膜/ITO光电极的光电流密度达到500μA/cm2(高于Ag/AgCl电极)。这种制备方法还适用于其他氧化物半导体纳米薄膜的制备,而且,这种薄膜光电池可用于低成本光电/光电化学器件的设计和制备。

全文链接http://dx.doi.org/10.1007/s40820-015-0068-y

7. 低分子羟基化合物:纳米光电催化降解富里酸的促进效应及机制

摘要:富里酸(FA)是自然水体中广泛存在的一种腐植酸,是一种难以治理的有机物,也是消毒副产物的前驱体,可致癌、致畸和致突变性。本文研究发现低分子羟基化合物(LMHCs)对光电化学降低FA有明显的促进作用,并且对促进机理进行了分析。这种促进作用主要得益于添加LMHCs后,在纳米光电催化过程汇总产生大量的羟基自由基,能同时利于富里酸和中间的产物的完全降解。此工作提出了一种纳米光电催化FA的新方法,以及去除污水中腐植物的新方向。

全文链接http://dx.doi.org/10.1007/s40820-016-0091-7

8. AgCl/Ag/g-C3N4复合材料:可见光催化活性及其机理

摘要:g-C3N4是一种新型的非金属聚合物半导体材料,具有优秀的机械、光学、电学、催化特性,以及较高的热稳定性和化学稳定性。但是由于比表面积低、光生载流子复合率高、可见光响应带宽窄等缺点,限制了实际应用。本文利用改进的沉积-析出方法制备了三元AgCl/Ag/g-C3N4复合光催化材料,Ag/AgCl纳米颗粒(5–15 nm)均匀分布于g-C3N4纳米片表面。这种三元复合光催化剂比Ag/AgCl 和g-C3N4的光催化性能都要优异,原因是通过Z型反应机制有效分离了电子-空穴对,而Ag纳米颗粒在此过程中充当了电荷分离中心。

全文链接http://dx.doi.org/10.1007/s40820-015-0076-y

Nano-Micro Letters简介Nano-Micro Letters《纳微快报》是上海交通大学主办的英文学术期刊,快速报道与纳米/微米尺度相关的高水平研究成果和评论文章。期刊与Springer合作,以Open Access出版,被SCI、SCOPUS、DOAJ、知网、万方等收录。最新影响因子3.012,材料和物理学科位于Q1区。2014和2016年连续入选“中国科技期刊国际影响力提升计划”,获得“中国最具国际影响力学术期刊”,“2016年全国高校杰出科技期刊奖“和”上海市高校精品科技期刊奖”等奖项。

期刊执行严格的同行评议,提供英文润色、图片精修、封面图片设计等服务。出版周期2个月左右,高水平论文可加快出版。所有文章在期刊期刊网站、APP等免费浏览下载,同时,在期刊Facebook、Twitter、微信、微博、科学网博客等推出。欢迎关注和投稿。

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