Enhancement of Visible-Light-Induced Photocurrent and Photocatalytic Activity of V and N Codoped TiO2 Nanotube Array Films
采用电化学阳极氧化结合水热处理的方法制备了高度有序的V、N共掺杂TiO2纳米管阵列。采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱学对样品进行了表征。研究了共掺杂TiO2纳米管阵列在可见光照射下的光电流和光催化活性。此外，羟基自由基的产生上的可见光照射的样品的表面上的光致发光技术检测使用对苯二甲酸（TA）作为探针分子。结果表明，由于V和N的共掺杂，V+N共掺杂的TiO2纳米管阵列的光电流和光催化活性比未掺杂的样品有显著的提高。
2014-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photocatalysis with TiO2 Nanotubes: Colorful Reactivity and Designing Site-Specific Photocatalytic Centers into TiO2 Nanotubes
二氧化钛上的光催化反应最近获得了巨大的复苏，因为各种新的策略和发现，承诺大幅提高这种反应的效率和特异性，通过修改二氧化钛支架和化学。鉴于几何形状，特别是，阳极TiO 2纳米管吸引了广泛的兴趣，因为它们允许高度控制光生载流子的分离，不仅在光催化反应，而且在光电化学反应。有序纳米管阵列的一个关键优点是纳米管修饰可以嵌入管壁中的特定位置;也就是说，助催化剂，掺杂物质或结可以沿着管壁放置在高度限定的所需位置（或具有所需的规则几何形状或图案）。这使得催化和光催化反应的反应位点的能量学工程达到前所未有的水平，其目标不仅是更高的效率，而且是反应的选择性。许多最近的管改变是形态学性质（中孔结构，设计的小面微晶，混合物，或1D结构），但一些颜色编码（即，黑色，蓝色，红色，绿色，灰色）的修改已经吸引了广泛的兴趣，因为在可见光范围内的二氧化钛的光吸收光谱的扩展，因为可以诱导独特的催化活性。本透视图给出了一个概述的TiO 2纳米管在纳米管阵列的使用的最新进展，并讨论了定制其光催化反应性的基本概念。
2020-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enhancing Electronic and Optical Properties of $α$-Fe$_2$O$_3$ by Introducing B, Y, and Nb Dopants for Improved Photoelectrochemical Water Splitting
本研究通过第一性原理计算设计单掺杂与共掺杂的$α$-Fe2O3光电电极，证实其热力学稳定性，揭示掺杂对电子结构与光吸收的调控作用，为高效光电化学水分解电极设计提供理论支撑。
2025-03-21 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Intrinsically Activated SrTiO3: Photocatalytic H2 Evolution from Neutral Aqueous Methanol Solution in the Absence of Any Noble Metal Cocatalyst
贵金属助催化剂通常是基于氧化物半导体的光催化制氢的关键因素。在目前的工作中，我们表明，优化的高温氢化的市售钛酸锶（SrTiO 3）粉末可用于工程师的内在的助催化壳周围的纳米粒子，可以创建一种光催化剂，是非常有效的，而不使用任何额外的助催化剂从中性甲醇水溶液中产生氢气。对于SrTiO 3 [100]单晶以及Nb掺杂的SrTiO 3（100）单晶也可以观察到这种本征激活效应。对于所有类型的SrTiO 3样品（纳米粉末和单晶），在最佳条件下氢化导致表面羟基化层与晶格缺陷一起可见透射电子显微镜，电子顺磁共振（EPR），和光致发光（PL）。活性样品在缺陷矩阵中提供状态-这与在其他还原气氛中形成的非活性缺陷形成对比。在水介质中，活性SrTiO 3样品显示出显着的负移的平带电位（在光电化学以及电容数据）和较低的电荷转移电阻的光激发电子。因此，我们归因于显着的无助催化剂的材料的活化之间的协同作用的热力学（由羟基化引起的改变界面能）和动力学（电荷转移调解合适的Ti 3+状态）。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced photocatalytic efficiency of layered CdS/CdSe heterostructures: Insights from first principles electronic structure calculations
金属硫化物由于其在宽的可见光范围内的高光响应性而成为一类重要的光催化材料。在这类材料中，CdS具有2.4 eV的直接带隙，由于其导带最小值的相对位置而受到特别关注，该导带最小值非常接近还原质子的能量。但CdS的价带中的光生空穴在退火过程中容易氧化，破坏其结构。因此，构筑CdS基异质结构是提高光催化性能的有效途径。在这项工作中，我们做了详细的理论研究的基础上的混合密度泛函理论计算得到洞察的能带结构，迁移率和电荷转移的CdS/CdSe异质结。结果表明，CdS/CdSe形成的II型异质结构在提高可见光照射下的光催化效率方面具有优势。
2019-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Copper Doped Zinc Oxide Nanocrystalline Thin Film: Growth, Characterization, Effect of annealing on Photocatalytic activity and electrical properties of irradiated film
金属氧化物作为光催化剂的性能检测问题正受到国际上的广泛关注。所研究的氧化锌被认为是最常用的半导体之一，由于其直接带隙为3.37 eV，在室温下具有60 meV的大激子结合能。实施铜掺杂的氧化锌的特征配方以获得改进的吸附动力学和氧化锌光催化剂的光催化活性，其能够发展氧化锌纳米颗粒的估计光致发光（PL）光谱，以探索铜掺杂和退火温度对其光学性质的影响。使用溶胶-凝胶旋涂技术，在硼硅酸盐衬底上沉积氧化锌和铜掺杂的氧化锌薄膜，并将所有膜在500 ℃下退火5小时。用分光光度计在300- 800 nm波长范围内研究了薄膜的光学性质，并对氧化锌薄膜的结构进行了研究和报道，还研究了铜的掺杂浓度对薄膜光学性质的影响。以孔雀石绿（MG）为模型有机污染物，考察了纯氧化锌和铜掺杂氧化锌的光催化性能。主要地，这些膜在可见光区域中表现出良好的透明性。观察到当掺杂浓度增加时，透射率也增加。照射不同时间。
2018-06-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
LaTiOxNy thin film model systems for photocatalytic water splitting: physicochemical evolution of the solid-liquid interface and the role of the crystallographic orientation
带隙的大小和能带边缘的能量位置使得几种氮氧化物半导体成为在太阳光照射下有效生产氢和氧的有希望的候选者。致力于氮氧化物材料的密集研究工作已经揭示了其大多数最重要的特性。然而，有两个关键方面受到的关注要少得多。一个是在操作过程中发生的组成/结构表面改性以及这些改性如何影响光电化学性能的关键问题。第二个问题是氧氮化物半导体的电化学响应和晶体表面取向之间的关系。这些确实是具有根本重要性的主题，因为正是在表面处发生可见光驱动的电化学反应。与传统的粉末样品相比，薄膜代表了这些研究的最佳模型系统。本研究回顾了氮氧化物薄膜的制备和表征的最新进展，然后重点介绍了LaTiO 2 N作为代表性的光催化剂。我们报告调查的初步物理化学演变的表面。然后，我们表明，稳定后，吸收的光子到电流的转换效率的外延薄膜可以不同的不同的晶体表面取向的约50%，是5倍以上的多晶样品。
2019-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Morphology and photocatalytic activity of highly oriented mixed phase titanium dioxide thin films
采用旋涂法在石英衬底上制备了未掺杂和金属离子掺杂的溶胶-凝胶（Sol-Gel）前驱体TiO 2薄膜。这些薄膜的特征在于通过扫描电子显微镜，激光拉曼显微光谱，X射线衍射和紫外可见透射。以亚甲基蓝溶液为研究对象，考察了薄膜的光催化性能。薄膜表现出高度的取向性和热稳定性的α相作为基板效应的结果。在不存在掺杂剂的情况下，金红石相形成为平行带在相变过程中变宽。掺杂或共掺杂过渡金属的TiO 2薄膜在800 ℃以下的温度下，由于氧空位的增加，在分离的团簇中形成金红石。在这项工作中合成的薄膜的光催化活性很低，可能是由于在溶液中的染料分子的二氧化钛表面接触差。过渡金属掺杂剂的存在似乎不利于光催化活性，而混合相膜的性能没有观察到显着不同的单相材料。
2021-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Nitrogenated CQD decorated ZnO nanorods towards rapid photodegradation of rhodamine B: a combined experimental and theoretical approach
在这项工作中，杂化的非金属氮掺杂的碳量子点（NCQDs）与氧化锌纳米棒（NRs）被用于更好的光催化降解罗丹明B紫外（UV）照射下。通过XRD、XPS、FTIR和HRTEM等测试手段对材料的结构进行了表征，并利用紫外-可见吸收光谱和光致发光研究了材料的光学性能。使用ZnO NR的染料降解记录为约69%，而ZnO/NCQD的性能在UV照射9分钟后攀升至约90%。此外，可重复使用性测试表明ZnO/NCQD比裸ZnO在光腐蚀下具有更好的稳定性。循环伏安法研究证实，光生电子-空穴对起源于NCQD和ZnO界面之间建立的异质结。利用密度泛函理论对ZnO/NCQD体系的光催化性能进行了研究。这表明异质结构组分的适当能带对准是这种环境修复实验尝试的关键因素。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polydopamine-Coated TiO2 Nanotubes for Selective Photocatalytic Oxidation of Benzyl Alcohol to Benzaldehyde under Visible Light
在阳极氧化法生长的TiO2纳米管阵列表面涂覆一层聚多巴胺作为可见光敏化剂。在473 nm的单色光照射下，PDA涂层的TiO2支架被用作苯甲醇的选择性氧化的光催化剂。选择性地形成苯甲醛，并且没有检测到副产物。在O2饱和的乙腈中获得最大的反应产率。提出了一种机制，这意味着首先在聚多巴胺作为可见光吸收的结果的电荷载流子的产生。其次，光促进电子注入到TiO2导带，随后转移到溶解的O2，形成氧自由基阴离子。这些自由基与苯甲醇反应并导致其选择性脱氢氧化成苯甲醛。
2016-10-17 cond-mat.mtrl-sci
One-Step Hydrothermal Synthesis of Sb 2 WO 6 Nanoparticle towards Excellent LED Light Driven Photocatalytic Dye Degradation
水热法制备的钨酸锑纳米粒子在可见光照射下，可在180 min内完全降解亚甲蓝（MB）。在这项研究中，由于水热合成过程中的温度变化对钨酸锑的结晶质量和相关的光学性能以及光催化效率的影响进行了探索。虽然X射线衍射（XRD）显示了所有合成样品的多晶性质，但是通过分析XRD峰加宽揭示了微晶尺寸的系统性增加。通过Rietveld分析进一步检查XRD光谱，显示晶胞体积的变化。此外，使用Williamson-Hall图确定了晶体中相应晶粒尺寸和微应变的总体变化。此外，随着合成温度的升高，观察到一些拉曼模式的显着变化。从UV-Vis光谱的吸光度确定的光学带隙中的显著修改随着合成温度在~2.38-2.57 eV范围内的变化而被感知。进一步的光致发光测试表明，合成的钨酸锑是一种弱发光材料，在~468 nm处有带间发射。最后，通过对亚甲蓝（MB）的降解实验，确定了样品的光催化效率随合成参数的变化规律，在180 ° C下制备的样品的最大降解速率常数（k）为0.015min-1。在可见光照射下，对罗丹明B（RhB）和重铬酸钾（K2 Cr2 O 7）进行了降解实验。
2022-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photocatalytic activity enhancement by addition of lanthanum into the BiFeO3 structure and the effect of synthesis method
本文采用溶胶-凝胶（SG）法和水热（HT）法制备了两种不同形貌的多铁性BiFeO 3（BFO）和Bi0.8La0.2FeO3（BLFO）纳米晶，并对其光催化活性进行了研究。采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜、紫外-可见光谱仪和振动样品磁强计对样品进行了表征。差热分析（DTA）测量探测所有样品的铁电-顺电一级相变（TC）。镧的加入降低了电性相变。针对铁酸铋的光催化应用，评价了纳米粒子对亚甲蓝（MB）有机染料的吸附潜力。在BFO结构中掺杂La提高了光催化活性，在可见光照射下，MB染料的降解率约为71%。与未掺杂的BiFeO 3纳米颗粒相比，BLFO纳米颗粒的磁性和铁电性能得到改善。高温合成的样品在高磁场下的非饱和性与产物的尺寸和形状有关。本工作不仅介绍了镧取代到铁酸铋结构的BFO的物理性能的影响，但也比较了合成方法及其对所有纳米粉体的光催化活性和多铁性的影响。
2018-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Double-Side Cocatalytic Activation of Anodic TiO$_2$ Nanotube Membranes with Sputter-Coated Pt for Photocatalytic H$_2$ Generation from Water-Ethanol Mixtures
采用自组织阳极氧化技术和电位冲击技术制备了自支撑TiO $_2$纳米管膜。然后通过溅射不同的Pt量来装饰膜，i）仅在顶部，ii）仅在底部或iii）在管层的顶部和底部。将Pt修饰的膜以管顶向上或管顶向下的配置转移到FTO载玻片上，并在结晶后使用正面或背面光照射作为H $_2$产生的光催化剂进行研究。管膜的双面Pt-装饰导致更高的H $_2$生成速率（管和光照射配置无关）相比，膜装饰只有一个侧面具有类似的总Pt量。结果表明，这种效果并不归因于Pt助催化剂的总量本身，而是归因于其在两个管末端的分布。这导致优化的光吸收和电子扩散/转移动力学：膜的中心部分充当光收集区，并且其中产生的电子可以向Pt/TiO $_2$活性区（管末端）扩散，在那里它们可以与环境反应并产生H $_2$气体。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Band Structure Engineering, Optical, Transport, and Photocatalytic Properties of Pristine and Doped Nb3O7(OH): A Systematic DFT Study
本研究通过系统DFT分析，探究原始及Ta/Sb掺杂Nb3O7(OH)的结构、能带工程等特性，发现掺杂可减小带隙、红移光学阈值并提高载流子迁移率，为其光催化及光电化学应用提供理论依据。
2025-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of sub-5 nm Co-doped SnO$_2$ nanoparticles and their structural, microstructural, optical and photocatalytic properties
介绍了一种快速合成Co掺杂SnO $_2$纳米粉体的化学方法。合成了纯的和高稳定性的Sn $_{1-x}$ Co $_x$ O $_{2-δ}$（0 $\le$ x $\le$ 0.15）晶体纳米颗粒，其平均晶粒尺寸< 5 nm，掺杂元素均匀地分布在SnO $_2$基质的置换位点。Sn $_{1-x}$ Co $_x$ O $_{2-δ}$样品的紫外-可见漫反射光谱显示出红移，光学带隙能量随着Co浓度的增加而减小。计算了样品的Urbach能，并与它们的带隙能进行了关联。研究了Sn $_{1-x}$ Co $_x$ O $_{2-δ}$样品对4-羟基苯甲酸（4-HBA）的光催化降解活性。使用0.02%（w/w）的Sn $_{0.95}$ Co $_{0.05}$ O $_{2-δ}$纳米颗粒在60分钟的照射中实现了10 ppm 4-HBA溶液的完全光降解。
2013-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, Growth Mechanism, and Photocatalytic Properties of Metallic-Bi/Bi13S18Br2 Nano-Bell Heterostructures
该研究通过多步生长过程合成了一种稳定的Bi/Bi13S18Br2异质结构，展现出高效的可见光催化降解有机染料和CO2还原能力，为可持续能源转换提供了新途径。
2025-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of titanate nanostructures using amorphous precursor material and their adsorption/photocatalytic properties
本文报道了一种新的和快速的水热化学路线制备钛酸盐纳米结构（TNS），避免使用晶体TiO 2作为起始原料。该合成方法使用TiCl 3的商业溶液作为钛源来制备无定形前体，从而避免使用有害化合物。研究了反应温度和保压时间对合成材料结构和形貌的影响。在160^{ \circ }C和24 h下合成了具有高长径比的均匀钛酸盐纳米管。在这些实验条件下制备的TNS样品的带隙为3.06 \pm 0.03 eV。该值与通常报道的TiO 2纳米晶的带隙值相比红移了0.14 eV。此外，这种样品表现出更好的吸附能力和光催化性能的染料罗丹明6 G（R6 G）的光降解过程中比TiO 2纳米粒子。在照射10 ppm染料水溶液和1g/L TNS催化剂45分钟后，实现了R6 G浓度的98%降低。
2012-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical insights of codoping to modulate electronic structure of TiO$_2$ and SrTiO$_3$ for enhanced photocatalytic efficiency
TiO $_2$和SrTiO $_3$由于其特殊的电子结构、高化学稳定性、无毒和低成本而在纳米材料领域中是公知的材料。然而，由于宽的带隙，这些只能在UV区域中使用。因此，有必要通过掺杂金属、非金属或不同元素的组合来降低其带隙，从而扩大其在可见光区的光学响应，同时保持光催化效率。我们在这里报告，共掺杂的金属和非金属在SrTiO $_2$和SrTiO $_3$有效的光催化分解水使用混合密度泛函理论和\textit{ab initio}原子热力学。后者确保捕获环境效应，以了解带电缺陷在现实条件下的热力学稳定性。我们已经观察到，带电的缺陷是稳定的，除了中性的缺陷，在TiO_2-$_2$和共掺杂剂作为施主以及受体取决于掺杂的性质（p型或n型）。然而，SrTiO $_3$中最稳定的共掺杂剂主要充当施主。我们的研究结果表明，尽管在可见光区的响应，在TiO $_2$和SrTiO $_3$的共掺杂并不总是提高光催化活性，由于复合中心的形成或导带最低或价带最高的大位移。在各种金属-非金属组合中，Mn $_\textrm{Ti}$ S $_\textrm{O}$（即Mn在Ti位被取代，S在O位被取代），S $_\textrm{O}$在钛酸锰$_2$和Mn $_\textrm{Ti}$ S $_\textrm{O}$中的混合物，SrTiO中的Mn $_\textrm{Sr}$ N $_\textrm{O}…
2020-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Mo Thio and Oxo-Thio Molecular Complexes Film as Self-Healing Catalyst for Photocatalytic Hydrogen Evolution on 2D Materials
过渡金属二硫属化物的二维半导体纳米片由于其独特的吸收性质而成为太阳能转换的有吸引力的材料。在这里，我们提出了钼硫代和氧代硫代复合物锚定在二维p-WSe 2纳米片有效的水分解下，可见光照射的光电流密度高达2.0 mA cm-2，在-0.2 V/NHE。除了开发高的电催化活性，钼氧化物薄膜显示出修复表面缺陷的能力。我们建议，所观察到的愈合的表面缺陷产生的强烈吸附的点缺陷的2D WSe 2衬底的钼配合物，如（MoS 4）2-，（MoOS 3）2-，（Mo 2S 6 O2）2-从DFT计算所示。除了显示催化和修复效果之外，硫代-、氧代-硫代Mo络合物膜还显示出增强析氢反应的载流子分离和迁移，因此代表了表现出多种性质的多组分钝化层的实例。
2020-03-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Charge transfer tuning in TiO2 hybrid nanostructures with acceptor-acceptor systems
两种不同的改性剂和钛白表面之间的一个有趣的相互作用，导致所设计的杂化材料的光电化学性质的显着变化。半导体被其中一种对应物光敏化，并由于与氧化石墨烯的相互作用而表现出光电化学光电流开关效应-第二种改性剂介导系统中的电荷转移过程，使我们能够在分子水平上设计材料响应。通过选择相应的分子，我们可以以不同的方式影响杂化物在光照射下的行为，这在光化学、光电子学和电子学中有着重要的应用。在这里，我们特别关注由钛白与氧化石墨烯结合2，3，5，6-四氯苯醌或2，3-二氯-5，6-二羟基苯醌制成的纳米复合材料-对于这两种材料，我们观察到系统中发生的电荷转移过程发生了重大变化。
2018-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Metal-free heteroatom doping of carbon nitride for enhanced photocatalytic hydrogen peroxide production
University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克地区大学）；BCMaterials, Basque Center for Materials, Applications and Nanostructures（BC材料中心，巴斯克材料、应用与纳米结构中心）；Institute of Low Temperature and Structural Research PAS（波兰科学院低温结构研究所）；Graphene Energy Ltd.（石墨烯能源有限公司）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）；Physics Centre of Minho and Porto Universities (CF-UM-UP) and Laboratory of Physics for Materials and Emergent Technologies (LapMET), University of Minho（米尼奥和波尔图大学物理中心及米尼奥大学材料与新兴技术物理实验室）
本研究探讨了无金属异质原子掺杂对石墨碳氮材料结构、电子和光催化性能的影响，发现掺杂后材料性能显著提升，其中硫掺杂材料表现出最高的过氧化氢生成速率和量子产率。
2026-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Graphitic-C3N4/TiO2(B) S-scheme Heterojunctions for Efficient Photocatalytic H2 Production and Organic Pollution Degradation
Liaoning Normal University（辽宁师范大学）；Dalian Minzu University（大连民族大学）
本研究通过耦合TiO2(B)纳米棒与g-C3N4纳米片构建S方案异质结，实现宽光谱吸收和强氧化还原能力，提升氢气生产和有机污染物降解效率。
2026-03-30 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Visible-Light Photocatalytic Degradation of Cresols using Sustainable 3D-Printed Bi4O5I2-Hematite Scaffold
本研究将Bi4O5I2负载于3D打印赤铁矿支架上构建S型异质结光催化剂，实现对甲酚的高效可见光降解，并兼具良好的可重复使用性和低生态毒性。
2025-08-18 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
White LED-based photocatalytic treatment using recoverable cobalt ferrite nanoparticles
本研究针对淡水资源污染问题，合成经500℃退火的钴铁氧体纳米颗粒作为光催化剂，在低功率白光LED照射下可高效分解染料，添加过氧化氢可进一步提升降解速率。
2025-07-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spontaneous photo-generated carrier separation of SnO/BiOX (X=Cl, Br, I) bilayer under visible light irradiation for water splitting
合金化由于其宽禁带的可调谐性以及综合了HER和OER的优点，在二维材料中扮演着越来越重要的角色。在这里，SnO/BiOX（X= Cl，Br和I）双层膜的新型双层结构的构建，以集成窄禁带和分离光生载流子的优点。双层膜的带隙可以在1.09 ~ 1.84 eV之间调节，显著提高了太阳能的利用率。有效质量和内建电场的巨大差异有效地阻碍了光生载流子的快速复合，从而大大提高了光催化效率。此外，II型能带的排列保证了两个半反应可以在不同的表面发生。此外，光学吸收（带边之间的强跃迁和高的联合态密度）和带边能级进一步证实了SnO/BiOX（X= Cl和Br）双层是一个有前途的候选人为整体水分裂。
2019-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Single nanosized graphene/TiOx multi-shells on TiO2 core via rapid-concomitant reaction pathway on metal oxide/polymer interface
已经提出了一种新颖的设计，用于在干燥惰性气氛下在金属氧化物颗粒（石墨烯/TiOx @ TiO 2）上容易且快速地构建高度可定制的纳米结构多壳层，以最大化可见光光催化性能。我们还彻底和系统地研究了所制备的纳米结构的颗粒表面和非凡的原位石墨烯生长的TiOx@TiO2纳米粒子的机制，通过在微波辐射下的金属氧化物（TiO 2）/聚合物（聚甲基丙烯酸甲酯）界面的快速伴随反应实现。在可见光下，与传统的合成方法相比，所制备的复合材料具有更好的光催化活性，这与TiO 2的同质/异质结协同效应有关.
2022-02-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Formic Acid Decomposition Using Synthesized Ag/TiO2 Nanocomposite in Ethanol-Water Media Under Illumination of Near UV Light
研究了0.05、0.1和0.5（wt.%）的乙醇-水介质对Ag/TiO 2纳米复合材料合成的影响。Ag含量。乙醇作为空穴捕获剂，在近紫外光照射下，增强了Ag+离子的光解。在受控气氛下将纳米复合材料进一步煅烧至33 ℃和400 ℃。测试了合成的纳米复合材料在4 W近紫外灯照射下降解有机污染物甲酸的光催化效率，并将结果与纳米改性的市售Degussa TiO 2（P25）的结果进行了比较。利用XRD和SEM显微照片对合成的纳米复合材料进行了表征。光催化研究揭示了所有合成的纳米复合材料的恒定的整体性能。在0.05wt.%的情况下，观察到分解的初始速率随着Ag含量的降低而增加。具有最佳初始速率。煅烧的纳米复合材料被发现具有活化性能的合成的纳米复合材料，其中纳米复合材料与0.05（重量%）在300°C下煅烧的Ag含量明显优于其他煅烧的纳米复合材料。
2018-11-22 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph q-bio.BM
Visible light carrier generation in co-doped epitaxial titanate films
过钛酸盐如SrTiO $_{3}$（STO）表现出广泛的重要功能性质，包括高电子迁移率、铁电性和优异的光催化性能。然而，钛酸盐的宽光学带隙限制了它们在这些应用中的使用，使得它们不适合集成到太阳能收集技术中。我们最近的工作表明，通过掺杂相同浓度的La和Cr的STO，我们可以增强外延薄膜中的可见光吸收，同时避免任何补偿缺陷。在这项工作中，我们探讨这些薄膜中的光激发载流子的光学性质。使用椭圆偏振光谱，我们表明，铬$^{3+}$掺杂剂，产生电子状态的顶部以上的O 2p价带在STO减少直接带隙的材料从3.75 eV之间的2.4和2.7 eV的掺杂水平。瞬态反射光谱测量与椭圆偏振法的观测结果一致，并确认光学产生的载流子存在长于2 ns。最后，通过光电化学亚甲蓝降解测量，我们表明，这些共掺杂的薄膜表现出增强的可见光吸收相比，纯STO。
2015-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Preparation and Characterization of Metal-free graphitic Carbon Nitride Film Photocathodes for Light-induced Hydrogen Evolution
最近，已经表明，一种丰富的材料，聚合氮化碳，可以在可见光照射下在牺牲供体的存在下从水中产生氢[1]。我们将在这里提出的制备和表征的石墨氮化碳（g-C3 N4）的半导体衬底上的双氰胺前体在惰性气体条件下的热缩合膜。氮化碳薄膜的结构和表面形态的研究表明，g-C3 N4薄膜的高孔隙率的纳米微晶网络组成。光电化学研究表明，阴极极化光诱导析氢的质子浓度在很宽的范围内的水溶液电解质。此外，基于同步辐射的光电子能谱学已被应用于研究所使用的g-C3 N4薄膜光电阴极的表面/近表面的化学组成。首次表明g-C_3 N_4薄膜可以成功地用作光诱导析氢的光电化学材料。[1]X. Wang，K. Maeda，A. Thomas，K. Takanabe，G. Xin，J. M. Carlsson，K. Domen，M. Antonietti，Nature Mat. 2009，8，76-80.
2012-02-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
A Novel Single-Mode Microwave Assisted Synthesis of Metal Oxide as Visible-light Photocatalyst
采用一种新颖、简便的单模微波辅助合成工艺成功制备了可见光光催化剂二氧化钛（TiO 2）。该方法以Ti为靶材，在磁场中选择性氧化，快速加热，一步合成，能耗低，时间短。在所得到的TiO 2中，证实了Ti 3+的自掺杂，这使得TiO 2在波长大于400 nm的可见光区具有足够的光吸收。与化学计量的TiO 2（3.0-3.2 eV）相比，这种Ti 3+自掺杂TiO 2表现出窄得多的光学带隙（2.14 eV）。在可见光照射下，合成的TiO 2对罗丹明B的光催化降解性能优于市售TiO 2。
2022-02-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High-Entropy Nitride Photocatalysts for Visible-Light Antibiotic Degradation: Structural Stability, In Situ Interfacial Visualization, and Molecular-Level Mechanistic Insights
研究合成基于（MnFeCoNiCu）N的高熵氮化物纳米颗粒用于可见光下抗生素降解，评估其光催化活性，通过多种手段揭示其稳定性、相互作用等，确立其为高效耐用的可见光驱动光催化剂。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Core/Shell Ti/TiOx Photocatalyst via Single-Mode Magnetic Microwave Assisted Direct Oxidation of TiH2
采用单模磁微波（SMMW）辅助行星式球磨TiH 2直接氧化法成功制备了亚微米核/壳结构Ti/TiOx光催化剂。通过改变SMMW辅助反应中的处理时间，包括高度集中的缺陷如Ti 3+和/或氧空位的TiOx壳的厚度可控制在6至超过18 nm的范围内。除了其相当窄的光学带隙（1.34-2.69 eV）和有效的可见光吸收能力，亚微米Ti/TiOx颗粒表现出优异的光催化性能，对H2的生产从水在紫外线和可见光照射下，与商业TiO 2光催化剂（P-25）相比。这种优异的性能可以通过分别由于高度集中的表面缺陷和特定的Ti/TiOx核/壳结构而增强的可见光吸收能力和光激发载流子分离的协同效应来实现。
2022-02-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Highly efficient water purification by WO3-based homo/heterojunction photocatalyst under visible light
带隙工程在具有用于各种应用（例如太阳能收集、能量相关应用和光催化剂）的特定电学和光学特性的可吸收材料领域中引起了越来越多的兴趣。在这里，我们提出了一种新的和简便的方法来获得的II型结构和欧姆接触的组合，通过制造WO 3/Ti-WOx/TiHyOz同质/异质结的WO 3光催化剂，使用球磨。利用UV-vis、SEM/EDS、XRD、Raman光谱和XPS等手段对材料的形貌和结构进行了表征。结果表明，氢化钛（TiH 2）促进了WO 3还原和阳离子掺杂的同时进行，在WO 3/Ti-WOx/TiHyOz界面上产生了贫氧的W离子（W5+，W 4+），形成了新的能带结构.因此，同质/异质结显著地扩展了400 nm以上的光吸收，并且促进了光激发载流子的空间分离，这显著地增强了在可见光照射下降解偶氮染料水污染物的光催化性能。
2022-02-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
New and fast route to black TiO2 based on hollow cathode H2 plasma
在这项工作中，我们展示了一种新的方法来生产黑色二氧化钛从原始的纳米二氧化钛薄膜。它包括在中空阴极H2 RF等离子体中浸没TiO 2膜几分钟，导致TiO 2的有效变黑。采用磁控溅射法在盖玻片和单晶硅衬底上制备了纯TiO2薄膜，并在450 °C下退火2 h。采用轮廓仪、紫外可见分光光度计、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱学、场发射扫描电子显微镜和原子力显微镜以及四探针等方法对空心阴极H2等离子体处理前后的样品进行了表征。结果表明，所获得的黑色TiO 2薄膜在整个太阳光谱上具有显著的光吸收，与原始TiO 2相比，具有非常低的薄层电阻，以及相对高的表面积。所有这些特性导致其光催化活性的重要改善，如通过在紫外光照射下的亚甲基蓝的降解率所测量的。
2019-09-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.plasm-ph
Structural, Morphological and Electrical Properties of Porous Silicon Prepared Under Laser Illumination
本文采用光电化学腐蚀方法在两种不同折射率（3.5）的n型硅晶片上制备了多孔硅（PSi）层 ohm.cm和0.02 ohm.cm）在24.5%浓度的氢氟酸（HF）中在不同的蚀刻时间（5至25分钟）下进行。辐照是使用2 W功率和810 nm波长的激光束实现的。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和重量分析等技术研究了PSi层的形貌和结构特性。X射线衍射数据表明，随着刻蚀时间从5分钟增加到25分钟，PSi层的结构方面保持晶态，以及来自PSi层的X射线衍射角（θ B）（29度到26度）的减小和PSi结构的晶格参数值的增加，并且硅衬底的电阻率为0.02至3.5欧姆·厘米。随着刻蚀次数的增加和硅衬底电阻率的增加，纳米微晶的尺寸从20.72 nm减小到5.13 nm。SEM图像显示，孔宽度和PSi层厚度的值从孔壁厚度随刻蚀次数和衬底折射率的增加而变化，变化范围分别为0.5 ~ 6.25 μ m和6.7 ~ 47 μ m;孔壁厚度随刻蚀次数和衬底折射率的增加而变化，变化范围为1.25 ~ 0.03 μ m。随着蚀刻条件的变化，孔的孔形从圆柱形到矩形再到星形。随着刻蚀次数的增加和衬底电阻率的增加，多晶硅层的比表面积从7.43增加到235.35 m2/cm 3。
2016-12-02 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
The Nature of Electron Transport and visible light absorption in Strontium Niobate -- A Plasmonic Water Splitter
半导体化合物广泛用于水裂解应用，其中利用光生电子-空穴对来诱导催化。最近，金属氧化物（Sr $_{1-x}$ NbO $_3$，0.03 < x < 0.20）的粉末已经显示出有竞争力的光催化效率，从而打开了可用于在水分解应用中发现优化性能的材料空间。据报道，这些粉末中的可见光吸收的起源是由于带间跃迁，并且提出电荷载流子分离是由于这种材料的高载流子迁移率。在目前的工作中，我们已经制备了外延薄膜的Sr $_{0.94}$ NbO $_{3+δ}$，并发现，这种材料的带隙为~4.1 eV，这是非常大的。令人惊讶的是，导电相的载流子密度达到10 $^{22}$ cm $^{-3}$，其仅比元素金属的载流子密度小一个数量级，并且载流子迁移率仅为2.47 cm $^2$ /（V $\cdot$ s）。与早期的报道相反，在1.8 eV（~688 nm）处的可见光吸收是由于体等离子体共振，由大的载流子密度引起，而不是带间跃迁。等离子体共振的激发导致电荷载流子的寿命的多倍增强。因此，我们认为，热电荷载流子产生的光吸收产生的等离子体的衰变是负责该材料在可见光照射下的水分裂效率。
2016-07-31 cond-mat.mtrl-sci
