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物理化学学报
中国化学会
物理化学学报

中国化学会

唐有祺

月刊

1000-6818

whxb@pku.edu.cn

010-62751724

100871

北京大学化学楼W206

物理化学学报/Journal Acta Physico-Chimica SinicaCSCD北大核心CSTPCDSCI
查看更多>>本刊刊载物理化学领域基础和应用研究类文章，面向化学专业高年级大学生、研究生和从事物理化学领域研究的科研人员。以促进学术交流和发展为已任，力图为物理化学领域的工作者提供一个交流的精神园地。
正式出版
收录年代

    二维S型异质结光催化剂

    闫俊涛韦良
    1-2页
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    退役锂离子电池正极的湿法冶金回收工艺:可持续技术的进展与应用

    张思宇谷昆泓鲁兵安韩俊伟...
    3-19页
    查看更多>>摘要：电子信息和新能源汽车等产业的迅速发展导致锂离子电池(LIBs)的需求量激增,随之引发了其报废潮.可持续的回收技术对于以环保的方式解决大量退役锂离子电池(EOL LIBs)至关重要.本文全面综述了基于湿法冶金的LIBs正极废料中有价金属的提取技术,从环境、技术和工业化可行性的角度出发,对无机酸、有机酸和低共熔溶剂(DESs)等方法进行了详细的讨论和分析,以期优化技术并降低对环境的影响.此外,本文也详细探讨了绿色的生物质废料等还原剂和高效环保的EOL LIBs内循环机械活化技术等在强化LIBs正极废料有价金属溶浸中的应用,并由此提出了EOL LIBs回收过程中可能存在的研究机会和挑战.

    锂离子电池浸出湿法冶金生物质废料机械化学

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    锰基正极材料在水系锌离子电池中的挑战及性能提升策略

    秦豆豆丁俊阳梁初刘倩...
    20-28页
    查看更多>>摘要：锌离子电池(ZIBs)由于其安全性、可持续性、成本效益和高能量密度而越来越受欢迎,有望成为锂离子电池(LIBs)的替代品.目前对锌离子电池已经进行了广泛的研究.然而,锰基正极材料在锌离子电池中的应用带来了挑战,特别是金属溶解和材料不稳定性等问题.这些挑战导致电池循环稳定性较差,阻碍了锌离子电池发展的进程.本文概述了锌离子存储机制,阐明了锰基正极材料面临的挑战,并提出了改善其性能的优化策略.最后,讨论了锰基正极材料的潜力.

    水系锌离子电池锰基化合物阴极材料存储机制优化策略

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    同轴静电纺丝构筑微/纳米结构隔膜与电极材料用于锂离子电池:从原理到应用

    李琪黎平安刘泽通张佳辉...
    29-35页
    查看更多>>摘要：锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命、优异的倍率性能和热稳定性而备受青睐,成为从便携式电子产品到电动汽车等实际应用中的最佳电源.在这种背景下,同轴静电纺丝技术因可制造适用于锂离子电池的独特纳米纤维材料而备受关注.尤其纤维材料具有高比表面积、高孔隙率、较大的长径比和易表面改性的优点,近年来在锂离子电池领域被广泛研究.这篇综述全面总结了同轴静电纺丝的基本原理、正极、负极和隔膜等锂离子电池关键材料的制备、实际应用和最新进展,并讨论了同轴静电纺纤维材料的纳米/微米结构决定其电化学性能的规律.此外,该综述分析了同轴静电纺丝未来的发展方向,强调了未来拓展同轴静电纺丝技术在锂离子电池领域的应用所面临的挑战.

    锂离子电池同轴静电纺丝微/纳结构材料核-壳结构电化学性能

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    Ti3C2/In4SnS8肖特基异质结用于高效光催化生成H2O2和Cr(Ⅵ)还原

    周彤刘雪赵亮乔明涛...
    36-38页
    查看更多>>摘要：人工光合成是一种先进的技术,主要利用太阳能作为唯一驱动能源,将水和氧气转化成双氧水(H2O2).然而,目前常用的光催化系统的性能受制于其光吸收能力有限,载流子分离效率低以及表面反应能力弱等问题.在本文研究中,通过采用原位水热法,成功地在少层Ti3C2纳米片表面生长厚度为5-10 nm的立方相In4SnS8纳米片(Eg=2.16 eV),形成了一种具有三明治结构的Ti3C2/In4SnS8纳米复合材料.深入的表征结果显示此2D/2D异质结构具有紧密的界面相互作用并且形成肖特基异质结,有助于载流子快速从In4SnS8转移至Ti3C2表面.其中,7 wt%Ti3C2/In4SnS8复合材料表现出最佳的可见光催化性能,H2O2生成速率为1.998 µmol·L-1·min-1,Cr(Ⅵ)的还原速率为19.8×10-3 min-1.通过捕获实验、气氛实验和电子顺磁共振分析,证明了H2O2生成的途径包括两种:一种是两步单电子还原路径,另一种是一步两电子水氧化路径.本研究为设计高效、多功能的催化体系提供了一种新的思路.

    Ti3C2In4SnS8光催化生成H2O2Cr(Ⅵ)还原

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    S型CeO2/Bi2MoO6微球异质结的理性设计及其高效光催化CO2还原

    许修涛邵春风张金锋王中辽...
    39-42页
    查看更多>>摘要：人工半导体光催化CO2转化被广泛认为是模拟自然碳循环的最有前途的策略之一.其中,Bi2MoO6具有光催化CO2转化的潜力.然而,由于其光生电荷载体的快速复合,其催化性能仍然不足.因此,改善Bi2MoO6的催化效率是一个紧迫的问题.在这项研究中,我们通过水热法合成了Bi2MoO6纳米片,并在其表面同时生长了CeO2纳米颗粒,形成了Ce3+/Ce4+离子桥接修饰的S型异质结.时间分辨光致发光光谱和光电化学测试揭示了这种异质结的增强电荷分离效应.此外,原位X射线光电子能谱分析和理论计算进一步证实,光生电子转移路径遵循S型机制,从氧化型半导体Bi2MoO6的导带转移到还原型半导体CeO2的价带.实验结果表明,CeO2/Bi2MoO6、Bi2MoO6和CeO2的光催化CO2还原为CO的效率分别为65.3、14.8和1.2 µmol·g-1·h-1.与纯Bi2MoO6相比,CeO2/Bi2MoO6复合催化剂将CO2光催化还原为CO的催化效率提高了3.12倍.这项工作为设计和构建新型S型异质结光催化剂提供了独特的见解.

    光催化CO2转化CeO2Bi2MoO6S型异质结电荷转移

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    一种新型等离子体共振效应调控的Ag/Ag3PO4/C3N5S型异质结光催化材料高效降解左氧氟沙星抗生素

    董珂欣申楚琦阎如玉刘艳萍...
    43-47页
    查看更多>>摘要：抗生素在自然水体中的含量不断升高,引发的水体污染对社会的可持续发展构成了巨大威胁.光催化技术是一种高效且环保的环境净化技术,在解决环境污染方面具有巨大的应用前景.C3N5是一种性能优越的非贵金属光催化剂.然而,该催化剂的应用面临着一些挑战,比如光反应动力学较慢和光生载流子快速复合的问题.近期的研究表明,构筑独特的S型异质结是获得优良光催化剂的一种有效策略.因此,通过一种简易的制备方法成功构筑了一种等离子体效应协同的Ag/Ag3PO4/C3N5 S型异质结光催化材料.由于等离子体效应和S型异质结的协同作用,Ag/Ag3PO4/C3N5异质结展现出优异的吸收太阳光的能力、高效分离光生载流子的能力以及强大的光氧化还原能力,能够在太阳光的激发下有效产生大量的·OH和·O2-自由基.因此,Ag/Ag3PO4/C3N5表现出卓越的光催化性能,对左氧氟沙星(LEV)的降解速率常数高达0.0362 min-1,比C3N5、Ag3PO4和Ag3PO4/C3N5分别提高了24.8、1.1和0.7倍.此外,Ag/Ag3PO4/C3N5异质结具有出色的抗外界环境干扰性和可重复使用性.该研究为C3N5基光催化剂材料在环境净化方面迈出了坚实的一步.

    离子体共振效应C3N5S型异质结协同效应抗生素去除内建电场

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    内建电场与偶极场协同增强SnNb2O6/富氮C3N5 S型异质结光催化性能

    刘倩倩杜兴李宛飞戴维林...
    48-51页
    查看更多>>摘要：定向电荷转移是调控光生载流子分离动力学的一种极具吸引力的策略.本文通过在SnNb2O6纳米片上原位生长C3N5纳米棒,设计一种具有强内建电场(IEF)和偶极场(DF)的新型2D/1D SnNb2O6/富氮C3N5 S型异质结.通过构筑S型异质结,在界面处产生IEF,促进电荷从SnNb2O6向C3N5的定向迁移.与此同时,C3N5中的DF提供一种驱动力,将光生电子定向转移至活性位点.通过IEF和DF的协同效应,SnNb2O6/C3N5异质结实现了快速的定向电子转移,从而显著提高了电荷分离效率.研究结果表明,SnNb2O6/C3N5异质结的最佳产氢速率高达1090.0 µmol·g-1·h-1(反应过程中持续释放H2气泡),分别是SnNb2O6和C3N5的38.8和10.7倍.此外,SnNb2O6/C3N5异质结在去除罗丹明B、四环素和Cr(Ⅵ)方面也表现出优异的光催化性能.通过电子顺磁共振(EPR)、时间分辨光致发光光谱(TPRL)和密度泛函理论(DFT)计算,本文系统探讨了SnNb2O6/C3N5异质结的定向电荷转移机制.这项研究为开发高效异质结光催化剂提供了一种可行的方法.

    SnNb2O6/C3N5内建电场偶极场光催化性能定向电荷转移

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    Cu-石墨炔/双金属钨酸盐S型异质结协同增强光催化析氢

    周正宇姚惠琴吴有林李腾...
    52-54页
    查看更多>>摘要：采用有机法和水热法合成了Cu-石墨炔和CoNiWO4并构建Cu-石墨炔/CoNiWO4 S型异质结.在保留催化剂强氧化还原能力的同时,通过内建电场和能带弯曲的协同作用促进了光生载流子的高效分离和转移.Cu-石墨炔的引入有效提高了复合催化剂的光吸收能力和导电性,抑制了光生载流子的复合.同时,Cu-石墨炔独特的二维平面网络结构提供了丰富的活性位点,从而促进了光催化反应的进行.密度泛函理论(DFT)计算表明,Cu的表面等离子体共振效应产生的热电子转移到石墨炔上,促进氢气的析出.本研究为Cu-石墨炔和镍钴基催化剂在光催化制氢领域提供了新的参考.

    Cu-石墨炔S-型异质结界面工程设计析氢反应DFT

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    H2O及其中间体在缺电子Mn(3+δ)+位的自发增强吸附及其促进光催化产H2O2性能

    尹鑫宇石海洋王玉王雪飞...
    55-57页
    查看更多>>摘要：过渡金属羟基氧化物已被证明是水氧化反应的可靠助催化剂.然而,在水氧化过程中它们对H2O及其中间产物的吸附能力不足,极大制约了水氧化速率的提高.在本研究中,H2O及其中间体在MnOOH助剂的缺电子Mn(3+δ)+上的自发增强吸附可以极大地促进水的快速氧化,从而在纯水体系中实现高效的光催化H2O2生成.首先,无定形MnOOH通过定向光诱导氧化方法选择性地沉积在AuPd改性的单晶BiVO4光催化剂的(110)面上,从而制备了AuPd/BiVO4/MnOOH光催化剂.光催化实验表明,所制备的AuPd/BiVO4/MnOOH (0.5％)光催化剂.光催化实验表明,所制备的AuPd/BiVO4/MnOOH(0.5％)光催化剂的H2O2产生速率达到214 µmol·L-1,并表现出良好的稳定性和重现性.密度泛函理论计算和X射线光电子能谱表征表明,MnOOH的自由电子可以有效地转移到BiVO4上,诱导缺电子Mn位(Mn(3+δ)+)的产生,从而自发地促进H2O及其中间体的吸附,增强四电子WOR反应,导致H2O2的高效生成.本文关于助催化剂与主体催化剂之间强相互作用的工作为其它高效催化材料的合理设计提供了一种新的思路.

    光催化H2O2生产MnOOH助催化剂单晶BiVO4H2O吸附

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