科技資訊寫作大賽｜Nano-Micro Letters “納米光催化”專題

材料人首屆科技資訊寫作大賽自5月13日發布征稿通知以來（參賽詳情請戳我）賽程以過半，大賽受到讀者們的廣泛關注。感謝支持單位Taylor?&?Francis?Group，科學出版社，MDPI，National Science Review，Chinese Science Bulletin，Science China Materials，Science China Chemistry ，Nano-Micro Letters對本次大賽的支持！感謝各位材料人的熱心參與。本文由Nano-Micro Letters編輯部投稿。

在能源危機和環境問題的雙重壓力下，開發新能源，特別是使用清潔能源代替傳統能源，迅速降低傳統能源的消耗量，保護環境、改善城市空氣質量是關乎社會可持續發展的重大課題。目前，極具發展前景的清潔能源技術是利用太陽能進行光催化制氫。本專題主要介紹Nano-Micro Letters期刊近兩年在納米光催化領域的8篇代表性論文，展示了在利用納米/微米電極材料的優化與開發提高光催化活性與性能方面的最新研究進展。敬請閱讀并下載（免費），并歡迎投稿。

1、綜述：可見光催化裂解水制氫的納米結構及反應機制

摘要：太陽光電催化裂解水(PEC)制氫是未來清潔能源研究的重要課題，然而，由于光俘獲效率低、光生載流子快速復合引起的能量損失、以及電極退化等問題，使得提高光催化裂解水的效率仍面臨巨大挑戰。本文綜述了不同PEC裂解水制氫系統中，基于納米材料和納米結構的光催化研究進展，包括Au納米顆粒修飾TiO2納米線電極、Pt/CdS/CGSe電極、Z型系統電極（Bi2S3/TNA陽極、 Pt/SiPVC陰極）等。同時，總結了該領域存在的問題以及相關前瞻性解決方案。

全文鏈接http://dx.doi.org/10.1007/s40820-015-0063-3?

2. 高光催化活性納米材料：Fe2O3改性多孔BiVO4納米片

摘要：BiVO4是研究最為廣泛的可見光響應光催化材料之一，但是未改性的BiVO4對有機污染物的光催化降解活性較低。本文通過Fe2O3改性多孔BiVO4納米片，與未改性BiVO4納米片相比，光催化降解羅丹明B和苯酚的效率分別提高27倍和31倍。

全文鏈接http://dx.doi.org/doi:10.1007/s40820-015-0033-9?

3. 靜電紡絲法制備具有高光催化性能的超長SnO2納米管3D多孔網絡結構

摘要：SnO2是典型的n型半導體，具有高穩定性、無毒性、低成本、以及優秀的光電性能，尤其在光催化水分解和光催化有機廢水氧化方面，因具有高還原和低氧化勢能而成為研究熱點。塊體SnO2具有很多局限性，比如激發態載流子壽命短、析氧反應動力差、空穴擴散長度短等。大量的工作集中于制備小尺寸的納米SnO2以提高其活性。但小尺寸又出現了新問題，即光催化循環利用和回收比較麻煩。因此，具有高表面積、高載流子利用率、優秀的循環利用特性的納米結構材料有望解決上述問題。

本文利用單毛細管靜電紡絲技術制備了超長SnO2納米管3D多孔網絡結構，相對傳統SnO2納米材料，這種三維多孔網絡結構具有更高的光電流和光催化活性，大幅提高了光捕獲效率和電子-空位對分離效率。此外，這種交織的3D納米纖維網絡還具有可循環利用等特點，可用作未來低成本光催化系統。

全文鏈接http://dx.doi.org/10.1007/s40820-014-0022-4

4. 介孔TiO2/碳微球復合材料：一步合成及高效可見光催化降解特性

摘要：通過簡便的浸漬-炭化方法，以離子交換樹脂和K2TiO(C2O4)2作為碳源和鈦源，制備了TiO2/碳微球復合材料。用作可見光催化降解甲基橙材料時，碳球和TiO2顯示出良好的協同強化效應，高表面積介孔利于染料分子與TiO2納米顆粒接觸，而微球便于TiO2/C復合材料在反應后與反應物的直接分離。

全文鏈接。http://dx.doi.org/10.1007/s40820-015-0029-5

5. WO3納米纖維: 可見光光催化劑的簡便靜電紡絲制備及高效催化活性

摘要：金屬氧化物光催化降解是處理工業污染物的有效途徑之一。本研究以PVP/檸檬酸/鎢酸溶液為前驅體，利用靜電紡絲方法制備了WO3納米纖維，探討了工藝參數對WO3纖維結構的影響，發現PVP濃度是主要的影響因素。用作甲基藍降解光催化劑時，這種WO3納米纖維的催化效率比商用WO3微米顆粒提高了一倍。

全文鏈接http://dx.doi.org/10.1007/s40820-015-0042-8

6. 六方ZnO納米片薄膜：自組裝法制備及其光電化學性能

摘要：ZnO是一種高效的具有重要應用前景的光催化材料,具有含量高、低成本、無毒性、化學穩定好、納米結構易于有序合成、激子束縛能高等優點。合成ZnO納米結構的方法很多，其中無電沉積的方法具有低成本、大量制備、低溫合成等優點。本研究利用簡單高效的無電鍍層沉積方法，在ITO透明導電玻璃基底上大面積沉積了均勻的六方相ZnO納米片薄膜。在100 mW/cm2模擬光照條件下，該ZnO納米片薄膜/ITO光電極的光電流密度達到500μA/cm2（高于Ag/AgCl電極）。這種制備方法還適用于其他氧化物半導體納米薄膜的制備，而且，這種薄膜光電池可用于低成本光電/光電化學器件的設計和制備。

全文鏈接http://dx.doi.org/10.1007/s40820-015-0068-y

7. 低分子羥基化合物：納米光電催化降解富里酸的促進效應及機制

摘要：富里酸（FA）是自然水體中廣泛存在的一種腐植酸，是一種難以治理的有機物，也是消毒副產物的前驅體，可致癌、致畸和致突變性。本文研究發現低分子羥基化合物(LMHCs)對光電化學降低FA有明顯的促進作用，并且對促進機理進行了分析。這種促進作用主要得益于添加LMHCs后，在納米光電催化過程匯總產生大量的羥基自由基，能同時利于富里酸和中間的產物的完全降解。此工作提出了一種納米光電催化FA的新方法，以及去除污水中腐植物的新方向。

全文鏈接http://dx.doi.org/10.1007/s40820-016-0091-7?

8. AgCl/Ag/g-C3N4復合材料：可見光催化活性及其機理

摘要：g-C3N4是一種新型的非金屬聚合物半導體材料，具有優秀的機械、光學、電學、催化特性，以及較高的熱穩定性和化學穩定性。但是由于比表面積低、光生載流子復合率高、可見光響應帶寬窄等缺點，限制了實際應用。本文利用改進的沉積-析出方法制備了三元AgCl/Ag/g-C3N4復合光催化材料，Ag/AgCl納米顆粒（5–15 nm）均勻分布于g-C3N4納米片表面。這種三元復合光催化劑比Ag/AgCl 和g-C3N4的光催化性能都要優異，原因是通過Z型反應機制有效分離了電子-空穴對，而Ag納米顆粒在此過程中充當了電荷分離中心。

全文鏈接http://dx.doi.org/10.1007/s40820-015-0076-y?

Nano-Micro Letters簡介：Nano-Micro Letters《納微快報》是上海交通大學主辦的英文學術期刊，快速報道與納米/微米尺度相關的高水平研究成果和評論文章。期刊與Springer合作，以Open Access出版，被SCI、SCOPUS、DOAJ、知網、萬方等收錄。最新影響因子3.012，材料和物理學科位于Q1區。2014和2016年連續入選“中國科技期刊國際影響力提升計劃”，獲得“中國最具國際影響力學術期刊”，“2016年全國高校杰出科技期刊獎“和”上海市高校精品科技期刊獎”等獎項。

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