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目次
第40卷第12期封面和目次
2024, 40(12):
[摘要]  (441) [HTML全文] (441) [PDF 2330KB] (3)
摘要:
论文
一种新型Carbon Quantum Dots/CdS/Ta3N5S型异质结纤维光催化材料用于高效降解抗生素
李世杰, 戎珂, 王晓琴, 申楚琦, 杨方, 张青红
2024, 40(12): 240300  doi: 10.3866/PKU.WHXB202403005
[摘要]  (607) [HTML全文] (607) [PDF 4560KB] (19)
摘要:
近年来随着工业化的深入发展,全球环境污染日益加重,尤其是水体中的抗生素污染, 亟需重点关注并采取科学、有效方法予以解决。光催化技术是一种非常有前景的水体治理技术,为解决水体抗生素污染提供了重要途径。该技术实现大规模应用的关键在于开发出高效且稳定的光催化材料。现有的光催化材料的性能主要受制于其弱的太阳能利用率,快速复合的光生载流子以及氧化还原能力弱等问题。研究发现科学设计和构筑碳量子调控S型异质结材料可以有效克服以上问题。相比于单一的S型异质结,该新型异质结体系整合了两者的优势,具有巨大的应用前景...
通过供体-受体基团调节CTF-NH2中NH2的Lewis碱性优化光催化水分解性能
陆钊, 吕虎, 刘亲壮, 王中辽
2024, 40(12): 240500  doi: 10.3866/PKU.WHXB202405005
[摘要]  (431) [HTML全文] (431) [PDF 5159KB] (2)
摘要:
光催化水分解(PWS)为可持续生产绿色氢气提供了最佳方法。NH2修饰的共价三嗪框架(CTF-NH2)由于其强大的光吸收能力、最佳的电荷分离能力和相当大的氧化还原电位,在PWS中具有潜力。然而,由于中间产物的转化困难,高表面反应势垒阻碍了PWS的效率。调节CTF上NH2的路易斯碱性为解决这一挑战提供了一条可行的途径。本工作在胺基的对位引入给电子乙基(C2H5)和吸电子5氟乙基(C...
构建共价三嗪框架/氮掺杂碳包覆氧化亚铜S型异质结促进光催化制氢
黄凯辉, 陈德俊, 张欣, 沈荣晨, 张鹏, 许第发, 李鑫
2024, 40(12): 240702  doi: 10.3866/PKU.WHXB202407020
[摘要]  (472) [HTML全文] (472) [PDF 3888KB] (5)
摘要:
开发用于制氢的高效光催化剂在可持续能源研究中至关重要。本研究设计并制备了一种具有S型异质结结构的共价三嗪框架(CTF)-Cu2O@NC复合材料,旨在提高光催化制氢的效率。由于氮掺杂碳(NC)层和S型异质结的协同效应,复合物的光吸收能力、电子-空穴分离效率和产氢活性显著增强。该系统的结构和光电化学表征表明,S型异质结不仅提高了光生载流子的分离效率,而且还保持了很强的氧化还原能力,从而进一步促进了光催化反应。此外,NC层可以同时减少Cu2O的光腐蚀并促进电...
S型SnO2/BiOBr异质结光催化还原CO2的电荷传输机理
安月皎, 刘文暄, 张艳峰, 张建军, 路战胜
2024, 40(12): 240702  doi: 10.3866/PKU.WHXB202407021
[摘要]  (538) [HTML全文] (538) [PDF 3696KB] (5)
摘要:
S型异质结可以实现光生载流子有效空间分离,保持较强的氧化还原能力。因此,深入了解S型异质结构的光致电荷转移动力学对提高其光催化性能至关重要。本文采用原位水热法制备了紧密接触的SnO2/BiOBr S型异质结。优化后的SnO2/BiOBr具有优异的光催化CO2还原性能,CO和CH4的产率分别为345.7和6.7 μmol·g-1·h-1,分别是纯BiOBr的5.6和3...
高性能三元NASICON型Na3.5-xMn0.5V1.5-xZrx(PO4)3/C钠离子电池正极材料
梅建宝, 李贝, 张舒, 肖东东, 胡朴, 张更
2024, 40(12): 240702  doi: 10.3866/PKU.WHXB202407023
[摘要]  (463) [HTML全文] (463) [PDF 3068KB] (10)
摘要:
钠离子电池被广泛研究用于储能应用,但实现同时具有高能量密度、稳定性和快速充放电性能的正极材料仍然是一个关键的挑战。本研究合成了一系列NASICON型Na3.5-xMn0.5V1.5-xZrx(PO4)3/C材料,并掺入Mn、V和Zr元素探讨其对电化学性能的影响。通过在Mn和V的基础上引入Zr,提出一种激活V4+
原位合成S型氮缺陷ZnWO4/g-C3N4异质结及CO2光还原性能
秦建宇, 安月皎, 张艳峰
2024, 40(12): 240800  doi: 10.3866/PKU.WHXB202408002
[摘要]  (399) [HTML全文] (399) [PDF 3769KB] (3)
摘要:
通过半导体光催化将CO2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CO2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ZnWO4/g-C3N4异质结。结果表明,CO2还原产生CO的速率高达232.4 μmo...
发展二元熔盐体系用于聚七嗪亚胺薄膜光阳极的制备与水氧化性能研究
苏加鑫, 张佳琪, 柴姝名, 王衍坤, 汪思波, 方元行
2024, 40(12): 240801  doi: 10.3866/PKU.WHXB202408012
[摘要]  (443) [HTML全文] (443) [PDF 2394KB] (3)
摘要:
近年来,开发用于水氧化反应的聚合物薄膜光阳极引起了学术界的关注,其中碳化氮类半导体材料因其卓越的性能而尤为瞩目。本研究聚焦高结晶度的聚七嗪亚胺薄膜光阳极的制备与调控,发展了二元熔盐体系用于开展聚七嗪亚胺薄膜光阳极的制备及其水氧化性能研究。优化后的电极能够在相对于可逆氢电极的1.23 V的电压偏置下,模拟可见光照射下,实现了365 μA·cm-2的最佳光电流密度,约为无定形PCN光阳极的18倍。在这一过程中,NH4SCN促进了SnS2
综述
铋基光催化剂在太阳能转换中的合理设计
崔元映, 张金锋, 褚海亮, 孙立贤, 代凯
2024, 40(12): 240501  doi: 10.3866/PKU.WHXB202405016
[摘要]  (418) [HTML全文] (418) [PDF 17101KB] (4)
摘要:
作为一种清洁的太阳能转换技术,半导体光催化为应对世界能源危机和环境污染治理提供了重要技术途径。而在不同类型的光催化剂中,铋基材料凭借其特有的晶体结构、可调的能带宽度、多样的化学组成,以及在光催化领域所具有的广泛前景而备受关注。尽管如此,当前关于铋基光催化剂的开发还不够完善,仍需要大量研究和讨论。为了提高铋基材料的催化性能,并克服目前低光利用效率、选择性差和成本高的挑战,对其结构、合成和结构调控方法的全面理解必不可少。因此本文系统论述了在太阳能应用领域,铋基光催化剂的合理设计与最新进展。这篇文章首...
铜基光催化剂二氧化碳转化研究进展
张志全, Baker Rhimi, 刘喆旸, 周敏, 邓国伟, 魏巍, 毛梁, 李华明, 姜志锋
2024, 40(12): 240602  doi: 10.3866/PKU.WHXB202406029
[摘要]  (508) [HTML全文] (508) [PDF 16729KB] (17)
摘要:
光催化利用太阳光这一可再生能源,通过将二氧化碳转化为CO、CH4、CH3OH和C2H5OH等有用的太阳能燃料,为解决全球变暖和能源短缺问题提供了一种潜在的解决方案。在已研究过的各种方案中,铜基光催化剂因其成本效益高且比贵金属催化剂更为丰富,在二氧化碳转化方面尤其具有吸引力。本文献综述全面总结了用于二氧化碳还原反应的铜基光催化剂的最新发展,包括金属铜、氧化铜和氧化亚铜光催化剂。综述还对二氧化碳还原产物进行了分类...
过渡金属氧化物/硫属化合物用于电化学氧还原制过氧化氢
朱潇锋, 肖兵兵, 苏家欣, 王帅, 张清然, 王骏
2024, 40(12): 240700  doi: 10.3866/PKU.WHXB202407005
[摘要]  (591) [HTML全文] (591) [PDF 5465KB] (12)
摘要:
利用两电子路径的电化学氧还原反应来合成过氧化氢已成为一种极具潜力和低碳新型化工技术。过去的研究和成果主要致力于开发新型的碳基电催化剂。然而,碳基催化材料的合成过程复杂、高电位选择性不稳定且活性位点不明确等问题一直被广泛诟病。基于此,催化稳定性较高且材料微结构调控性较好的过渡金属氧化物和硫属化合物在两电子氧还原上的应用开始加速涌现。因此,本综述对此类材料用于氧气-过氧化氢电化学转换的金属氧化物和硫属化合物发展进行前瞻性讨论。首先,针对其多样性和催化活性,从实验合成和理论模拟的角度进行综述。同时,根...
利用改性g-C3N4光催化还原CO2
王雪娇, 董隋颖, 戚克振, Vadim Popkov, 项祥林
2024, 40(12): 240800  doi: 10.3866/PKU.WHXB202408005
[摘要]  (388) [HTML全文] (388) [PDF 9754KB] (8)
摘要:
化石燃料的消耗导致CO2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-C3N4)在光催化CO2还原中的潜在应用,以此来应对全球变暖的影响。然而,g-C3N4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-C3N...

  

目次
第41卷第4期封面和目次
2025, 41(4):
[摘要]  (190) [HTML全文] (190) [PDF 15732KB] (190)
摘要:
综述
钙钛矿薄单晶光电探测器的进展与展望
马尧, 赵欣, 陈红旭, 魏薇, 沈亮
2025, 41(4): 100030  doi: 10.3866/PKU.WHXB202309045
[摘要]  (230) [HTML全文] (230) [PDF 10044KB] (230)
摘要:
金属卤化物钙钛矿材料在光电探测领域具有突出的应用前景,但是多晶薄膜材料的晶界和缺陷问题,以及体单晶材料较厚的载流子传输距离限制了其性能。通过调控纵向尺寸制备的钙钛矿薄单晶材料理论上更适合光电探测,成为新型探测器领域的研究热点。本文介绍了钙钛矿单晶生长的结晶思路和薄单晶的制备工艺,回顾了钙钛矿薄单晶光电探测器领域的代表性工作,最后讨论了目前面临的问题和未来可能的发展方向。
电容去离子海水提铀的机遇与挑战
严国泽, 左彬, 刘少卿, 王桃, 王若愚, 包锦洋, 赵忠舟, 储菲菲, 李政通, Yusuke Yamauchi, Saad Melhi, 徐兴涛
2025, 41(4): 100032  doi: 10.3866/PKU.WHXB202404006
[摘要]  (262) [HTML全文] (262) [PDF 6137KB] (262)
摘要:
铀是核工业不可或缺的资源,而陆基铀矿资源含量有限且分布不均。因此,海水提铀(UES)对可持续能源生产具有巨大潜力。电容去离子(CDI)技术以其低能耗、工艺简单、对环境友好和高吸附效率而闻名,对UES具有重要潜力。本文回顾了CDI技术的发展历史、原理、分类和应用。在发展历史部分,我们简要介绍了CDI技术的早期发展,并强调了其在UES中的关键里程碑以及近期优化工作。在原理和分类部分,我们将CDI技术置于UES应用的背景下,进行了全面介绍。另外,在应用部分,我们重点介绍了CDI技术在UES中的当前应用...
钠离子电池铁基聚阴离子正极材料研究进展
王禹尧, 曹志涛, 杜泽宇, 曹鑫鑫, 梁叔全
2025, 41(4): 100035  doi: 10.3866/PKU.WHXB202406014
[摘要]  (309) [HTML全文] (309) [PDF 7254KB] (309)
摘要:
钠离子电池由于资源储量丰富、原料成本低廉、低温和快充性能优异等特点,在电网储能和低速交通领域可与锂离子电池形成互补,具有十分可观的应用前景。正极材料是影响电池整体性能的核心,它既是钠离子电池比能量提高的瓶颈,也是决定电池成本的最重要因素。低成本铁基聚阴离子正极材料由于结构稳定性好、安全性高、随充放电体积应变小等优势,从基础研究到成果产业化方面均受到广泛关注。本文综述了钠离子电池铁基聚阴离子正极材料的最新进展,包括铁基磷酸盐、铁基氟磷酸盐、铁基焦磷酸盐、铁基硫酸盐、铁基混合聚阴离子化合物等。系统分...
论文
Ti3C2 MXene纳米片上原位生长的Cd0.5Zn0.5S纳米棒实现高效可见光催化析氢
李钦, 张慧慧, 顾华军, 崔园园, 高瑞华, 戴维林
2025, 41(4): 100031  doi: 10.3866/PKU.WHXB202402016
[摘要]  (226) [HTML全文] (226) [PDF 5385KB] (226)
摘要:
在能源短缺和环保优先的背景下,光催化制氢是将太阳能转化为化学能的重要途径之一。有效提高光生载流子的分离效率对于设计具有优异析氢活性的光催化剂至关重要。本研究采用一步原位水热法构建了由Cd0.5Zn0.5S纳米棒和Ti3C2 MXene纳米片组成的二元异质结光催化剂。当Ti3C2 MXene的含量为0.5 wt% (质量分数)时,光催化产氢的最大速率为15.56 mm...
非晶高熵FeCoCrMnBS氢氧化物构筑及其增强氧析出催化性能研究
韩鑫, 程志豪, 张金凤, 刘杰, 钟澄, 胡文彬
2025, 41(4): 100033  doi: 10.3866/PKU.WHXB202404023
[摘要]  (181) [HTML全文] (181) [PDF 4371KB] (181)
摘要:
析氧反应(OER)是电解水的关键反应之一。因此,高效的析氧反应电催化剂对水的分解至关重要。本研究工作基于泡沫镍(NF)基底,成功构筑了新型FeCoCrMnBS高熵氢氧化物(HEH)催化剂。FeCoCrMnBS HEH具有由大量非晶结构的超薄纳米片构成的多孔形态。获得的FeCoCrMnBS/NF电极在碱性介质中表现出优异的OER电催化活性,在100 mA∙cm−2下只需要290 mV的过电位。此外,该催化剂在10 mA∙cm−2下显示出超过120 h的耐...
含硼MFI分子筛微结构调控及其丙烷氧化脱氢性能研究
李佩, 郑跃楠, 刘占凯, 陆安慧
2025, 41(4): 100034  doi: 10.3866/PKU.WHXB202406012
[摘要]  (195) [HTML全文] (195) [PDF 2723KB] (195)
摘要:
含硼分子筛可催化丙烷氧化脱氢(ODHP)制丙烯。提升含硼分子筛中活性硼氧物种的数量以及调控硼氧物种的落位形式是开发高效硼基催化剂面临的主要挑战。本文通过尿素辅助的水热合成法制备了暴露(010)晶面的片状MFI型含硼分子筛催化剂(BMFI)。研究表明,适量添加尿素可调控分子筛形貌,其短b轴片状结构增强活性硼位点的可及性,并通过氢键作用锚定更高含量的活性硼氧物种,显著提升催化剂的ODHP活性和烯烃选择性。在520 ℃下的丙烷转化率达到20%,丙烯选择性为62.3%,总烯烃选择性为81....
用于糠醇加氢的稳定型Rh/羟基磷灰石催化剂:氧化型金属-载体强相互作用在还原条件下的应用
唐海莲, 陈思远, 刘巧云, 白国义, 乔波涛, 刘菲
2025, 41(4): 100036  doi: 10.3866/PKU.WHXB202408004
[摘要]  (224) [HTML全文] (224) [PDF 2212KB] (224)
摘要:
金属-载体强相互作用(SMSI)是多相催化中的一个重要概念,其发生可以显著提高催化剂稳定性并可能调变催化剂性能。然而,由于SMSI效应一般是可逆的,在与其构建的氧化还原条件相反的情况下会发生消退,因此其应用一般需要反应条件与构建条件相同或接近,因而受到限制。本研究报道了在羟基磷灰石负载的Rh催化剂(Rh/HAP)体系上构建的氧化型SMSI(O-SMSI)在还原性环境—糠醇加氢中的应用。通过CO吸附原位漫反射红外傅立叶变换光谱和电镜表征,发现经过500 ℃的高温氧化处理后在Rh/HAP催化剂上形成...
通过简单的浆料添加剂调整电极-电解液界面以实现稳定的高电压锂离子电池
黄奥羽, 许君, 黄玉, 储圭, 王卯, 王黎丽, 孙永奇, 蒋臻, 朱晓波
2025, 41(4): 100037  doi: 10.3866/PKU.WHXB202408007
[摘要]  (251) [HTML全文] (251) [PDF 8054KB] (251)
摘要:
5 V级LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO)作为无钴正极材料,满足了对廉价高性能锂离子电池(LIBs)日益增长的需求。然而,由于高工作电位,LNMO在与商用电解液的界面上存在不稳定性问题。本文提出使用硅酸四乙酯作为LNMO正极浆料添加剂。这种简单的方法能够在电极制备过程中在正极表面原位形成乙氧基官能化的聚硅氧烷薄膜。它不仅有助于形成稳固的人工正极-电解液界面,还能清除氢氟酸(HF)以抑制有害的化学串扰影响。因此,与原始正极相...
光增强CuOx/TiO2催化丙烯氧气直接环氧化反应
吕卓岩, 丁杨铭, 康磊磊, 李林, 刘晓艳, 王爱琴, 张涛
2025, 41(4): 100038  doi: 10.3866/PKU.WHXB202408015
[摘要]  (228) [HTML全文] (228) [PDF 2544KB] (228)
摘要:
丙烯氧气直接环氧化(DEP)反应是合成环氧丙烷(PO)一种理想途径,但这一过程极具挑战性。本工作发现通过光热协同催化作用,在CuOx/TiO2催化剂上可以提升PO的生成速率和选择性。在180 ℃时,引入光照可使PO的生成速率提高20倍以上(从8.2增加到180.6 μmol·g−1·h−1),同时选择性提高了3倍以上(从8%增加到27%),打破了半导体在DEP反应中活性和选择性极低的传统认知。动...

编委会

发布时间:


《物理化学学报》第4届编委会

(按拼音排序)

名誉主编

唐有祺

北京大学

顾问编委

包信和

中国科学院大连化学物理研究所

段雪

北京化工大学

付贤智

福州大学

侯建国

中国科学技术大学

黄维

南京工业大学

LIEBER Charles M.

Harvard University

田中群

厦门大学

万立骏

中国科学院化学研究所

吴云东

北京大学

谢晓亮

Harvard University, 北京大学

杨伟涛

 Duke University

姚建年

中国科学院化学研究所

赵新生

北京大学

主编

刘忠范

北京大学

副主编

韩布兴

中国科学院化学研究所

刘鸣华

国家纳米科学中心

申文杰

中国科学院大连化学物理研究所

吴凯

北京大学

杨金龙

中国科学技术大学

庄林

武汉大学

迟力峰

苏州大学

编委

曹勇

复旦大学

陈经广

University of Delaware

陈军

南开大学

崔屹

Stanford University

邓风

中国科学院武汉物理与数学研究所

邓友全

中国科学院兰州化学物理研究所

樊卫斌

中国科学院山西煤炭化学研究所

房喻

陕西师范大学

付红兵

中国科学院化学研究所

傅强

中国科学院大连化学物理研究所

高毅勤

北京大学

郭林

北京航空航天大学

郝京诚

山东大学

侯文华

南京大学

金荣超

Carnegie Mellon University

来鲁华

北京大学

李朝军

McGill University

李隽

清华大学

李象远

四川大学

梁万珍

厦门大学

刘海超

北京大学

刘洪来

华东理工大学

刘述斌

University of North Carolina

刘义

武汉大学

刘志敏

中国科学院化学研究所

罗小民

中国科学院上海药物研究所

马晶

南京大学

孟庆波

中国科学院物理研究所

邵翔

中国科学技术大学

孙俊奇

吉林大学

谭蔚泓

湖南大学

唐智勇

国家纳米科学中心

王键吉

河南师范大学

王鹏

中国科学院长春应用化学研究所

王心晨

福州大学

王永锋

北京大学

魏子栋

重庆大学

翁羽翔

中国科学院物理研究所

吴鹏

华东师范大学

夏永姚

复旦大学

许国勤

National University of Singapore

杨俊林

国家自然科学基金委员会

余家国

武汉理工大学

尉志武

清华大学

占肖卫

北京大学

张东辉

中国科学院大连化学物理研究所

张浩力

兰州大学

张锦

北京大学

章俊良

上海交通大学

周永贵

中国科学院大连化学物理研究所

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发布时间: 2018-05-02


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发布日期:2009-06-24 浏览: