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物理化学学报

物理化学学报

2024年11期

《物理化学学报》由中国科学技术协会主管、中国化学会主办，综合因子为：1.119，被北大核心期刊、CSCD核心期刊、统计源期刊收录。物理化学学报主要刊载化学学科物理化学领域具有原创性实验和基础理论研究类文章。

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综述 | 多角度数理模拟在电容去离子中的前沿应用

综述 | 多角度数理模拟在电容去离子中的前沿应用

随着基础理论与计算机领域的发展，诸多相对于实验方法具有明显优势的数理模拟被应用于电容去离子(Capacitive deionization，CDI)技术研究。多角度数理模拟在CDI电极离子动力学、结构-性能构效关系、工艺参数优化及经济技术性分析发挥着重要作用，有力推动了CDI电极材料开发及装置构型设计的发展。目前关于CDI领域的综述集中在CDI电极材料开发和装置构型设计，缺乏关于CDI领域的前沿模拟研究现状及进展的全面综述。本文从最早用于描述CDI动力学过程的连续尺度模型出发，系统地归纳与梳理了CDI中多角度数理模拟的分类，总结了不同数理模拟方法(连续/孔隙尺度模型、分子动力学与密度泛函理论、仿真与机器学习、技术经济性分析)的优势与缺点，并对未来发展方向进行了展望。本文是首篇关于CDI领域多角度数理模拟的前沿进展综述和展望，可为CDI研究新范式提供理论基础和研究思路。
综述 | 卤化物钙钛矿的单双向离子迁移

综述 | 卤化物钙钛矿的单双向离子迁移

卤化物钙钛矿材料以其卓越的可见光吸收、光电转换特性、可调的能级结构以及低能耗等特点，展示了在薄膜太阳能电池、发光显示和生物医药领域广泛应用的潜力。然而，钙钛矿中复杂的离子迁移过程是导致器件能量转换效率低和稳定性差的关键因素，从而限制了其商业化进程。近年来，科学家们对钙钛矿中离子迁移条件和抑制离子迁移的方法进行了广泛的研究。本文从能量势垒角度创新性地探讨离子迁移问题，全面综述了钙钛矿材料中不可逆的单向离子迁移和可逆的双向离子迁移的基本概念和形成机制。随后，分析了不可逆的单向离子迁移导致钙钛矿降解的机理。进一步解析了在外加力、电场、光场和热场等外场作用下的双向可逆离子迁移现象，并探讨了调控离子迁移的策略。最后，从能级的角度揭示了不同元素的离子迁移作用，并利用有效调控离子迁移的方式优化钙钛矿器件的光电转换性能，以促进其商业化应用。
论文 | 引入内建电场增强光载流子分离以促进H₂的生产

论文 | 引入内建电场增强光载流子分离以促进H₂的生产

内建电场被认为是促进电荷迁移和分离，以提高光催化性能的有效驱动因素。本工作通过一步溶剂热法合成了间隙氯和取代氯共掺杂的一维纳米棒Mn0.2Cd0.8S (MCS)。间隙氯和取代氯的掺杂导致MCS纳米棒中的电荷分布不平衡，形成内建电场，有利于提高光生载流子动力学。通过密度泛函理论计算，本研究直观地描述了间隙氯和取代氯的掺杂对MCS活性的影响，包括电子结构、电荷分布和H2吸附/解吸平衡的差异。有趣的是，MCS能带结构的调制主要源于间隙氯的贡献，而取代氯无贡献。同时，取代氯可以进一步促进间隙氯对MCS的H2吸附-脱附吉布斯自由能的优化。最终，0.9 Cl-MCS的H2吸附-脱附吉布斯自由能更有利于H2的产生(1.14 vs. 0.17 eV)，光催化H2的产生活性提高了9倍。本研究为在双金属硫化物光催化剂中构建内建电场提供了有价值的途径。
论文 | 表面硫物种对钯-硫纳米片加氢性能的影响

论文 | 表面硫物种对钯-硫纳米片加氢性能的影响

炔烃制备烯烃在聚合物和精细化工工业中具有至关重要的地位，但在平衡选择性和活性方面仍存在相当大的难题。本文通过使用不同的硫源成功合成了几种钯-硫纳米片(Pd-S NSs)，并研究了表面硫物种对炔烃选择性加氢催化效率的影响。在这些催化剂中，以1,4-苯二硫醇(PT)为硫源的Pd-S-PT NSs/C在苯乙炔加氢2 h后表现出较高的苯乙烯选择性(92.3%–96.7%)。Pd-S-PT NSs的烯烃选择性增强的原因在于Pd到S的电子转移较差，以及表面独立存在的S0物种，保持了较高的加氢活性，同时避免了高氧化态的S (S4+)引起的过度加氢。该研究不仅开发了高效的炔烃加氢催化剂，还推动了对催化表面精确控制的基础研究。
论文 | 六氯锡酸铵促进钙钛矿太阳能电池界面电子转移及其飞秒瞬态吸收光谱研究

论文 | 六氯锡酸铵促进钙钛矿太阳能电池界面电子转移及其飞秒瞬态吸收光谱研究

有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其优异的光伏性能(PCE)和简单的制备工艺而受到广泛关注。然而，界面处的电荷复合是制约PSCs光电转换效率进一步提高的关键因素。本文基于旋涂镀膜法利用室温合成的六氯锡酸铵(AH)晶体对钙钛矿薄膜(PSK)和电子传输层之间的界面进行修饰。AH是一种无机锡基钙钛矿材料，可以钝化PSK中的缺陷，建立更好的晶格匹配，从而提高PSK的质量和结晶度。开尔文探针力显微镜结果证实，AH促进了光生电子的定向迁移。飞秒瞬态吸收光谱结果验证了AH有效缩短了电子抽取寿命，促进了界面电子转移。基于AH改性的优点，AH基PSCs具有更高的PCE和更小的迟滞效应。
论文 | 钛酸铋/氮化碳无机有机复合S型异质结纯水光催化产过氧化氢

论文 | 钛酸铋/氮化碳无机有机复合S型异质结纯水光催化产过氧化氢

关键词：异质结；光催化；过氧化氢生成；S型机理中图分类号：O643
论文 | 具有高传质和亲和表面的NH₂-UIO-66基疏水多孔液体用于增强CO₂光还原

论文 | 具有高传质和亲和表面的NH₂-UIO-66基疏水多孔液体用于增强CO₂光还原

关键词：多孔液体；UIO-66；疏水表面；CO2传输通道；CO2光还原中图分类号：O643
论文 | ZnCoP/CdLa₂S₄肖特基异质结的构建促进光催化产氢

论文 | ZnCoP/CdLa₂S₄肖特基异质结的构建促进光催化产氢

关键词：CdLa2S4；ZnCoP；肖特基异质结；光催化；电荷转移中图分类号：O643
论文 | 红磷纳米颗粒嵌入花状CeO₂分级S型异质结高效光催化产氢

论文 | 红磷纳米颗粒嵌入花状CeO₂分级S型异质结高效光催化产氢

关键词：红磷；二氧化铈；S型异质结；产氢；光催化中图分类号：O643
论文 | ZnO/D-A共轭聚合物S型异质结高效光催化产H₂O₂及其电荷转移动力学研究

论文 | ZnO/D-A共轭聚合物S型异质结高效光催化产H₂O₂及其电荷转移动力学研究

关键词：光催化产H2O2；S型异质结；ZnO缺陷态；fs-TA光谱中图分类号：O643
论文 | K原子掺杂高度面间结晶的g-C₃N₄光催化剂及其高效H₂O₂光合成

论文 | K原子掺杂高度面间结晶的g-C₃N₄光催化剂及其高效H₂O₂光合成

关键词：光催化产H2O2；氮化碳；钾掺杂；高选择性两电子氧还原中图分类号：O649
论文 | 两步焙烧法制备大比表面积和结晶性增强超薄g-C₃N₄纳米片及其高效光催化产H₂O₂

论文 | 两步焙烧法制备大比表面积和结晶性增强超薄g-C₃N₄纳米片及其高效光催化产H₂O₂

关键词：光催化；H2O2制备；g-C3N4纳米片；光催化机理中图分类号：O643
论文 | 熔融中间体运输导向合成富氨基g-C₃N₄纳米片用于高效光催化产H₂O₂

论文 | 熔融中间体运输导向合成富氨基g-C₃N₄纳米片用于高效光催化产H₂O₂

关键词：光催化；氮化碳纳米片；富氨基；中间体运输；产过氧化氢中图分类号：O643
论文 | 用于高效制氢的双S型ZnS/ZnO/CdS异质结构光催化剂

论文 | 用于高效制氢的双S型ZnS/ZnO/CdS异质结构光催化剂

关键词：双S型光催化剂；内部电场；析氢；三元异质结中图分类号：O643
论文 | Ni掺杂构建电子桥及激活MoS₂惰性基面增强光催化分解水产氢

论文 | Ni掺杂构建电子桥及激活MoS₂惰性基面增强光催化分解水产氢

关键词：光催化；氢气；ZnIn2S4；MoS2；掺杂中图分类号：O643
论文 | d带中心调控过渡金属单原子负载COF吸附O₂的理论计算研究

论文 | d带中心调控过渡金属单原子负载COF吸附O₂的理论计算研究

关键词：共价有机框架；金属单原子；O2吸附；d带中心；光催化中图分类号：O643
论文 | 具有0D/2D界面的InOOH/ZnIn₂S₄空心球S型异质结用于增强光催化CO₂转化性能

论文 | 具有0D/2D界面的InOOH/ZnIn₂S₄空心球S型异质结用于增强光催化CO₂转化性能

关键词：光催化CO2转化；S型异质结；ZnIn2S4；空心球；接触界面中图分类号：O643
论文 | 引入内建电场强化BiOBr/C₃N₅ S型异质结中光载流子分离以实现高效催化降解微污染物

论文 | 引入内建电场强化BiOBr/C₃N₅ S型异质结中光载流子分离以实现高效催化降解微污染物

关键词：C3N5；S型异质结；微污染物去除；内建电场；光催化; 中图分类号： O643
论文 | 4-氨基-1H-咪唑-5-甲腈修饰供体-受体型氮化碳光催化剂的构建及其高效光催化产氢研究

论文 | 4-氨基-1H-咪唑-5-甲腈修饰供体-受体型氮化碳光催化剂的构建及其高效光催化产氢研究

关键词：氮化碳；供体-受体；分子修饰；电荷转移；产氢中图分类号：O643
论文 | 构建双通道路径增强iCOF/Bi₂O₃ S型异质结在纯水体系中光催化合成H₂O₂性能

论文 | 构建双通道路径增强iCOF/Bi₂O₃ S型异质结在纯水体系中光催化合成H₂O₂性能

关键词：光催化；S型异质结；H2O2合成；无牺牲剂；双通道路径中图分类号：O643

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