NaNbO3@g-C3N4复合材料的可控构筑及其压电光催化性能

促进光催化过程中载流子的高效分离一直是困扰科研人员的难题。最近,利用压电效应抑制光生电子-空穴对复合从而提升光催化效率的策略引起了人们的广泛关注。在此,以制备的由g-C₃N₄包覆的一维NaNbO₃纳米棒异质结材料作为研究对象,通过施加超声场引入压电效应,研究其在压电光催化过程中的性能增强机制。通过SEM及XPS等表征手段对材料的微观形貌和键合情况进行了考察。性能实验结果表明:在利用超声波引入压电效应后,NaNbO₃@g-C₃N₄在压电光催化过程中(1.02 mmol·g?1·h?1)表现出比单一的光催化过程(0.49 mmol·g?1·h?1)更高的产氢速率,表明压电效应可极大促进NaNbO₃@g-C₃N₄异质结材料在光催化过程中的载流子分离效率,抑制光生电子与空穴复合,提高其光催化性能。此外,在数据分析的基础上,本文提出了压电-光催化协同作用的机制,为高效压电光催化剂的设计和开发提供了参考。      

原位组装沸石咪唑酯骨架对纸基ZnO纳米棒阵列光电性能的影响

性能卓越的光电极材料的设计制备对光电化学(PEC)技术的发展与应用至关重要。近年来，纸基光敏材料以其比表面积大、环境友好且成本低的优点被广泛研究。其中，作为一种高光电活性、高电子迁移率、无毒的光电极材料，纸基ZnO纳米棒被认为具有广阔的应用前景。然而，高载流子复合率及光腐蚀现象严重制约其光电性能的进一步提升。为降低光生载流子复合率并抑制光腐蚀，采用水热法在纸基ZnO表面原位组装沸石咪唑酯骨架材料-8 (ZIF-8)，制备纸基一维ZnO/ZIF-8纳米棒阵列光电极。结果显示：ZIF-8均匀、致密分布在纸基ZnO表面，二者界面处无缝结合，利于促进界面电荷传输。同时，原位组装ZIF-8过程中，聚集大量氧空位的ZnO表面被刻蚀并转化为ZIF-8，利于抑制光腐蚀。此外，ZnO与ZIF-8能级匹配，二者结合形成异质结，可实现光生电子与空穴的双向传输，从而有效促进光生载流子分离。与纯ZnO纳米棒相比，纸基ZnO/ZIF-8复合材料展现出更高的光生载流子分离与传输效率、更大的光电流密度及更好的光稳定性。