摘要：Construction of multi-channels of photo-carrier migration in photocatalysts is favor to boost conversion efficiency of solar energy by promoting the charge separation and ***,a ternary ZnIn_(2)S_(4)/g-C_(3)N_(4)/Ti_(3)C_(2) MXene hybrid composed of S-scheme junction integrated Schottky-junction was fabricated using a simple hydrothermal *** the components(g-C_(3)N_(4),ZnIn_(2)S_(4) and Ti_(3)C_(2) MXene)demonstrated two-dimensional(2D)nanosheets structure,leading to the formation of a 2D/2D/2D sandwich-like structure with intimate large interface for carrier ***,the photogenerated carriers on the g-C_(3)N_(4) possessed dual transfer channels,including one route in S-scheme transfer mode between the g-C_(3)N_(4) and ZnIn_(2)S_(4) and the other route in Schottky-junction between g-C_(3)N_(4) and Ti_(3)C_(2) ***,a highly efficient carrier separation and transport was realized in the ZnIn_(2)S_(4)/g-C_(3)N_(4)/Ti_(3)C_(2) MXene *** ternary sample exhibited wide light response from 200 to 1400 nm and excellent photocatalytic H_(2) evolution of 2452.1μmol∙g^(–1)∙h^(–1),which was 200,3,1.5 and 1.6 times of g-C_(3)N_(4),ZnIn_(2)S_(4),ZnIn_(2)S_(4)/Ti_(3)C_(2) MXene and g-C_(3)N_(4)/ZnIn_(2)S_(4) binary *** work offers a paradigm for the rational construction of multi-electron pathways to regulate the charge separation and migration via the introduction of dual-junctions in catalytic system.

摘要：能源短缺与环境问题已成为阻碍社会经济发展的重要因素,并对人类生活质量产生了深远影响,成为重大的全球性挑战.传统的一次能源,如煤、石油和天然气,正面临着日益严重的短缺问题,同时,水体污染日趋严重.因此,迫切需要寻找绿色、可持续的能源解决方案.其中,利用太阳能进行光解水制氢以及降解水中污染物,被视为一种极具潜力和前景的能源利用方式.然而,目前的光催化剂普遍面临光生载流子容易复合、迁移速率缓慢等问题,这些问题限制了光生电荷的寿命,往往只有几十皮秒,从而降低了其在氧化还原反应中的有效性和光催化效率.因此,开发高效、稳定的光催化剂成为了当前研究的热点和迫切需求.本文报道了一种新型光催化剂的合成与应用.首先,将1,6-二溴芘分子作为富电子供体(D)引入到氮化碳(g-C_(3)N_(4))中,合成了以C‒N键连接的g-C_(3)N_(4)-1,6-二溴芘(CNPy)材料.随后,通过多种手段对样品进行了表征.X射线衍射图谱、傅里叶红外光谱和核磁共振图谱证明了1,6-二溴芘分子的成功引入.氮气等温吸附脱附曲线结果表明,与纯g-C_(3)N_(4)相比,芘基的引入增加了g-C_(3)N_(4)的比表面积,暴露出更多的活性位点.X射线光电子能谱和表面电荷密度测试结果证实了CNPy分子内电场的成功构建.当以铂为助催化剂时,CNPy-0.2(包含200 mg CNPy)表现出较高的光催化产氢性能,产率达到6.1mmol·g^(–1)·h^(–1).在此基础上,为了进一步提升催化性能,将CNPy与具有宽光谱响应范围和匹配能带结构的CdSe纳米颗粒进行复合,构筑了具有双电场(分子内和界面电场)的CdSe/CNPy S型异质结光催化剂.X射线衍射图谱、扫描电子显微镜及透射电子显微镜测试结果证实了CdSe与1,6-二溴芘修饰的g-C_(3)N_(4)的成功复合,且CdSe纳米颗粒(200 nm左右)均匀地分布在CNPy上.此外,通过原位X射线光电子能谱、电子顺磁共振波谱和开尔文探针力显微镜等表征手段证实了S型异质结的形成以及CdSe与CNPy之间存在内建电场.光电化学表征进一步证实了CdSe/CNPy S型异质结具有高效的载流子分离效率.能带结构分析结果表明,该CdSe/CNPy S型异质结在光激发后保留了CNPy的较强氧化能力与CdSe的较强还原能力.在无Pt作助催化剂的情况下,测试了CdSe/CNPy S型异质结的析氢与降解性能.结果显示,优化后的复合材料100%CdSe/CNPy-0.2在光催化产H2反应中,产率高达1.16 mmol·g^(–1)·h^(–1),分别是纯CNPy-0.2,CdSe和100%CdSe/CN的58倍,2.2倍和2.32倍.此外,该S型异质结材料表现出较好的光催化降解四环素性能,在全光谱照射下,降解效率高达97%.多次循环数据显示,该S型异质结材料表现出良好的稳定性.综上所述,本研究通过分子结构设计,在共轭聚合物分子内引入内建电场,并结合异质结界面工程策略,构筑了具有双电场的S型异质结光催化材料.该材料表现出高效的光催化析氢和污染物降解性能,为提升共轭半导体基光催化材料的性能提供了新思路.

摘要：Extended light absorption and dynamic charge separation are vital factors that determine the effectivenessof *** this study,a nonmetallic plasmonic S‐scheme photocatalyst was fabricatedby loading 1D plasmonic W_(18)O_(49)nanowires onto 2D g‐C_(3)N_(4)nanosheets.W_(18)O_(49)nanowiresplay the dual role of a light absorption antenna—that extends light adsorption—and a hot electrondonor—that assists the water reduction reaction in a wider light spectrum ***,S‐scheme charge transfer resulting from the matching bandgaps of W_(18)O_(49)and g‐C_(3)N_(4)can lead tostrong redox capability and high migration speed of the photoinduced ***,in thisstudy,W_(18)O_(49)/g‐C_(3)N_(4)hybrids exhibited higher photocatalytic H2 generation than that of pristineg‐C_(3)N_(4)under light irradiation of 420–550 ***,the H2 production rate of thebest‐performing W_(18)O_(49)/g‐C_(3)N_(4)hybrid was 41.5μmol·g^(−1)·h^(−1)upon exposure to monochromaticlight at 550 nm,whereas pure g‐C_(3)N_(4)showed negligible *** study promotes novel andenvironmentally friendly hot‐electron‐assisted S‐scheme photocatalysts for the broad‐spectrumutilization of solar light.

摘要：g-C3N4 is a metal-free semiconductor and a potential candidate for photocatalytic H2 production,however,the drawbacks,rapid recombination rate and limited migration efficiency of photogenerated carriers,restrict its photocatalytic ***,Co(II)as a hole cocatalyst modified P-doped g-C3N4 were successfully prepared to ameliorate the separation efficiency of photoinduced carriers and enhance the photocatalytic hydrogen *** photocatalytic results demonstrated that the P-doped g-C3N4(PCN)exhibited higher photocatalytic activity compared with pure g-C3N4,while Co(II)/PCN photocatalyst exhibited further enhancement of photocatalytic *** proposed possible mechanism based on various characterizations is that P-doping can modulate the electronic structure of g-C3N4 to boost the separation of photogenerated-e-and h+;while the synergistic effect of both Co(II)(as hole cocatalyst)and Pt(as electron cocatalyst)can not only lead to the directional shunting of photogenerated e+-h?pairs,but further accelerate the photogenerated electrons transfer to Pt in order to join the photocatalytic reduction process for hydrogen *** a result,the transportation and separation of photoinduced carriers were accelerated to greatest extent in the Pt/Co(II)/PCN photocatalyst.

摘要：构建较强氧化还原能力与较高电荷转移效率的阶梯型(S型)异质结光催化剂是提高光催化性能的有效策略。通过溶剂热法在棒状苝酰亚胺(PDI)表面原位生长了ZnIn_(2)S_(4)S纳米片,得益于良好的界面接触与匹配的能带结构,PDI/ZnIn_(2)S_(4)S异质结展现出优异的光催化性能。此外,在同步光催化产氢与苯甲醇氧化全反应体系中,5%PDI/ZnIn_(2)S_(4)S光催化剂表现出较高的产氢性能[21.66mmol/(g·h)]与苯甲醛产率[1.02mmol/(g·h)]分别是纯ZnIn_(2)S_(4)S的2.12倍和3.00倍。基于X射线光电子能谱、瞬态光致发光光谱和电子顺磁共振信号等分析,证实了PDI与ZnIn_(2)S_(4)S之间内建电场的形成与S型电子转移路径。该电荷转移机制保留了复合催化剂较高的氧化还原电位,促进了界面电荷分离与转移,进而提升了光催化性能。该有机-无机S型异质结光催化剂的设计应用为新型双功能催化剂的开发提供了新思路。

摘要：近年来,绿色可持续的太阳能转换策略成为了研究热点.迄今,已经有多种光催化剂被研发出来并应用于能源和环境领域.其中,二氧化钛(TiO_(2))基半导体光催化剂因其成本低、生物相容性好、光/热稳定和环境友好等优点,成为了研究最多的光催化材料之一.然而,TiO_(2)基光催化剂存在禁带宽度较大,光生载流子复合严重和表面活性中心不足等问题严重限制了其大规模应用.因此,研究人员探索了多种策略,包括杂原子掺杂、晶面调控、负载金属助催化剂和构建异质结等,以进一步提升TiO_(2)基光催化剂的性能.研究表明,与对单一组分光催化剂进行改性修饰相比,设计构建异质结复合材料是更有效的提升TiO_(2)基光催化剂性能的策略.新兴的梯(S)型异质结机制不仅有效促进光生载流子的空间分离和转移,同时可以使催化剂体系保留较好的氧化还原能力,有利于提高光催化反应性能.目前,有关TiO_(2)基S型异质结光催化剂的研究报道较多,但有关此类光催化材料的系统性、评论性的综述文章不多.因此,有必要对TiO_(2)基S型异质结光催化剂的最新研究成果进行总结.本文首先从异质结光催化剂的理论发展入手,探讨了Ⅱ型异质结、传统Z型体系以及新兴的S型异质结光催化剂的发展历程,相关机理与区别.然后深入阐述了S型异质结在促进电荷载流子分离以及增强光催化体系的氧化还原能力方面的突出优势.并且,重点总结了高效TiO_(2)基S型异质结光催化剂的设计理念,包括TiO_(2)组分的缺陷/晶面工程、多维纳米结构组合、有机-无机材料杂化和界面化学键合.详细介绍了以TiO_(2)基S型异质结为典型例子的电荷转移表征技术的实际应用,包括自由基捕获电子顺磁共振、内建电场评估、原位辐照X射线光电子能谱、开尔文探针力显微镜和飞秒超快吸收光谱.此外,简要列举了TiO_(2)基S型异质结光催化剂在分解水产氢、二氧化碳还原、过氧化氢合成和水处理等领域的最新研究进展.最后,围绕TiO_(2)基S型异质结催化剂的定向设计和制备、构筑界面电荷转移通道、关注催化活性及材料稳定性、发展原位表征技术以及器件设计等方向的研究提出了展望.综上,本文对TiO_(2)基S型异质结光催化剂的研究进展进行了系统性的综述,希望对更深入理解和设计高效的S型异质结光催化剂提供一定的参考.

摘要：太阳能向化学能转化是能源催化研究领域中一项意义重大且具有挑战性的课题,实现由半导体光催化剂产生的电子和空穴同步高效利用是该领域的研究目标.在众多催化剂中,S型异质结具有高氧化还原能力和快速电荷分离能力,非常适合用于完成同步的光解水反应和有机氧化反应,使电子和空穴得到同步高效利用.苯甲醇(BA)氧化是一种典型的有机氧化反应,BA可被选择性氧化为苯甲醛(BAD),其在合成药物、维生素、香料和其他有价值的化学品等方面具有重要作用.本文采用水热法合成了keggin型多金属氧化物H3PW12O40空心十二面体(KPW),将15 nm的Cd S纳米颗粒原位集成在KPW壳体上,形成KPW@CdSS型核-壳异质结.由于CdS和KPW之间的紧密界面和费米能级差异,形成了一个巨大的内部电场(IEF),促使载流子形成S型电荷转移机制.采用能带结构分析(原位辐照X射线光电子能谱(ISI-XPS)、价带X射线光电子能谱(VB-XPS)和电子自旋共振(ESR))等方法确定了S型异质结界面上的有效电子转移途径.光照条件下原位辐照的XPS结果表明Cd、S和W元素的结合能发生了变化.与普通XPS光谱相比,Cd和S向低结合能方向移动,K,P,O和W向高结合能方向运动.原位辐照XPS结果表明,KPW@CdS所含各元素的结合能偏移,这为光催化剂中的载流子迁移和IEF的形成提供有力的证据.此外,VB-XPS和ESR结果证实电荷转移途径遵循S型机制.在光照射下,IEF作为驱动力可以促进光生载流子的分离和迁移.优化后的复合材料的析氢速率为18.7 mmol g^(-1)h^(-1),增值产物(BAD)的产率为17.5 mmolg^(-1)h^(-1),远高于Cd S.光电实验结果表明,S型异质结界面处存在强内电场效应,且复合材料的IEF强度是纯CdS的27.2倍.优化后的样品在连续照射30 h后,光催化活性没有明显下降,说明KPW@CdS异质结可以作为一种潜在的光催化剂同时生成BAD和H_(2).此外,中空结构有利于提高光的吸收和利用,核壳结构提供了双重还原和氧化位点,空心核壳结构与S型机制的协同作用提高了光催化活性.综上,本文为设计空心S型异质结实现光催化氧化还原反应来提升太阳能的转化利用提供参考.

摘要：半导体表面修饰助催化剂可以降低界面反应势垒,提高界面反应速率.近期,含有至少五种主要元素且原子浓度为5%至35%的单相固溶体新型高熵合金(HEA)备受关注.与双金属或三金属纳米颗粒相比,HEA具有活性位点多、物理化学性质独特和热力学相对稳定等优势.理论研究表明,HEA的多种金属元素能够各自发挥作用,并在协同效应下展现出较好的催化性能.此外,HEA可以缩短活性位点之间的距离,增加吸附能,优化产物结构.尽管HEA应用前景广阔,但以其作为助催化剂同时进行氢气生产和增值精细化学合成的双功能光催化剂鲜有报道.本文采用传统尿素热聚合法制备了g-C_(3)N_(4)纳米片,将其处理得到质子化的g-C_(3)N_(4)(HCN),同时采用低温油相合成法制备了直径为2 nm的Pt_(18)Ni_(26)Fe_(15)Co_(14)Cu_(27)(HEA)纳米颗粒,并通过静电自组装方法,构筑了2D/0D HCN/HEA复合光催化剂.采用透射电子显微镜与原子力显微镜等方法对催化剂结构进行表征,结果表明,HEA纳米颗粒与质子化的g-C_(3)N_(4)纳米片紧密结合.紫外可见漫反射光谱、紫外光电子能谱以及电化学表征结果表明,HEA与HCN之间形成肖特基结,有效地加速电荷迁移并减少载流子的复合.原位表面光电压成像结果表明,光生电子从HCN纳米片通过肖特基结转移到HEA助催化剂.电化学线性扫描伏安法与阻抗测试表明,HEA极大地降低了HCN的产氢过电势,有效地促进了界面产氢速率,同时HEA的引入提高了HCN催化剂的电子传导速率.通过调控HEA与HCN的负载比例,复合光催化剂实现了高效的光催化产氢与苯甲醇选择性氧化为苯甲醛的耦合反应.其中,最佳样品光催化产氢速率达到2.4 mmol g^(-1)h^(-1),苯甲醛产率达到5.44 mmol g^(-1)h^(-1),分别是纯HCN的958倍和6.6倍.综上,本文为合理设计高性能光催化剂实现高效氧化还原偶联反应提供参考.

摘要：“平疫结合”型医院是为了应对类似新冠肺炎疫情等突发性公共卫生事件的一种新型医院模式。能够在正常时期和疫情时期切换医院布局和工作模式以满足不同时期的医疗需求,以实现医疗设施的最大化利用。以山东省公共卫生临床中心平疫结合的建设过程为例,通过将“平疫转换”理念与BIM正向设计相结合,充分利用BIM技术进行设计优化,保证了设计质量,同时也实现了高效率的信息共享,大大提高了各参与方的协同工作效率。

摘要：文章首先进行形意场理论的阐述,然后分析了关于文化创意IP的研究现状及问题,最后从文化创意IP主体形象的张力性、载体选择的包容性、价值传递的层次性、跨界联名的多义性四个方面进行可持续性设计研究。旨在通过形意场理论特性分析出行之有效的文化创意IP可持续性设计思路。