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Chelation-mediated in-situ formation of ultrathin cobalt(oxy)hydroxides on hematite photoanode towards enhanced photoelectrochemical water oxidation

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Journal of Energy Chemistry 2021年第5期30卷 152-161页

作者： Zhenzhen Wang Jiayue Rong Jiaqi Lv ruifeng chong Ling Zhang Li Wang Zhixian Chang Xiang Wang Henan Joint International Research Laboratory of Environmental Pollution Control Materials Henan Provincial Engineering Research Center of Green Anticorrosion Technology for Magnesium AlloysCollege of Chemistry and Chemical EngineeringHenan UniversityKaifeng 475004HenanChina Chemical Science Division and Center for Nanophase Materials Sciences Oak Ridge National LaboratoryOak RidgeTN 37831United States

In this work,a facile chelation-mediated route was developed to fabricate ultrathin cobalt(oxy)hydroxides(CoOOH)nanosheets on hematite photoanode(Fe_(2)O_(3)).The route contains two steps of the adsorption of[Co-EDTA]^(2-)species on Fe_(2)O_(3) nanorod array followed by the hydrolysis in alkaline *** resulting CoOOH/Fe_(2)O_(3) exhibits a remarkably improved photocurrent density of 2.10 mA cm^(-2) at 1.23 V ***,which is ca.2.8 times that of bare Fe_(2)O_(3).In addition,a negative shift of onset potential ca.200 mV is *** structural characterizations reveal the chelate EDTA plays important roles that enhance the adsorption of Co species and the formation of contact between CoOOH and Fe_(2)O_(3).(Photo)electrochemical analysis suggests,besides providing active sites for water oxidation,CoOOH at large extent promotes the charge separation and the charge transfer via passivating surface states and suppressing charge *** also found CoOOH possesses some oxygen vacancies,which could act as trapping centers for photogenerated holes and facilitate the charge *** modulated photocurrent spectroscopy(IMPS)shows that,under low applied potential the water oxidation mainly occurs on CoOOH,while under high applied potential the water oxidation could occur on both CoOOH and Fe_(2)O_(3).The findings not only provide an efficient strategy for designing ultrathin(oxy)hydroxides on semiconductors for PEC applications but also put forward a new insight on the role of CoOOH during water oxidation.

关键词： Hematite Cobalt(oxy)hydroxides Photoelectrochemical water oxidation Charge separation

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Ni(OH)_(2)quantum dots as a stable cocatalyst modifiedα-Fe_(2)O_(3) for enhanced photoelectrochemical water-splitting

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Chinese Journal of Catalysis 2021年第11期42卷 1999-2009页

作者： Jiayue Rong Zhenzhen Wang Jiaqi Lv Ming Fan ruifeng chong Zhixian Chang Henan Joint International Research Laboratory of Environmental Pollution Control Materials Henan Provincial Engineering Research Center of Green Anticorrosion Technology for Magnesium AlloysCollege of Chemistry and Chemical EngineeringHenan UniversityKaifeng 475004HenanChina

Depositing a cocatalyst has proven to be an important strategy for improving the photoelectrochemical(PEC)water-splitting efficiency of *** this study,Ni(OH)2 quantum dots(Ni(OH)2 QDs)were deposited in situ onto anα-Fe_(2)O_(3)photoanode via a chelation-mediated hydrolysis *** photocurrent density of the Ni(OH)2 QDs/α-Fe_(2)O_(3)photoanode reached 1.93 mA·cm^(−2)at 1.23 V ***,which is 3.5 times that ofα-Fe_(2)O_(3),and an onset potential with a negative shift of ca.100 mV was *** importantly,the Ni(OH)2 QDs exhibited excellent stability in maintaining PEC water oxidation at a high current density,which is attributed to the ultra-small crystalline size,allowing for the rapid acceptance of holes fromα-Fe_(2)O_(3)to Ni(OH)_(2)QDs,formation of active sites for water oxidation,and hole transfer from the active sites to water ***(photo)electrochemical analysis suggests that Ni(OH)_(2)QDs not only provide maximal active sites for water oxidation but also suppress charge recombination by passivating the surface states ofα-Fe_(2)O_(3),thereby significantly enhancing the water oxidation kinetics over theα-Fe_(2)O_(3)surface.

关键词： Photoelectrochemical water splitting α-Fe_(2)O_(3) Cocatalyst Ni(OH)_(2) Quantum dots

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Research Progress on Remediation of Hexavalent Chromium Contaminated Soil by Nanomaterials

Research Progress on Remediation of Hexavalent Chromium Cont...

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河南省化学会2016年学术年会

作者： Kaixuan Guo Yinghui Li ruifeng chong Deliang Li Institute of Environmental and Analytical Sciences College of Chemistry and Chemical EngineeringHenan University

With the rapid development of urban industrialization, environmental problems become more and more serious, and the situation of soil pollution is not optimistic. As an important industrial raw material,chromate has been used for the production of various products, while it brings serious chromium pollution. Therefore, a lot of works have been carried out on the decontamination of chromium contaminated soil. The nanomaterials have become a hot research topic because of their unique structures and good performance. Such nanomaterials could be divided into six categories, that is,zero-valent metals, carbonaceous nanomaterials, metal oxide(sulfur) compounds, semiconductors clay minerals, and nano polymers. This paper summarized the achievements and the applications of such materials in remediating Cr-contaminated soil at home and abroad. It showed zero-valent metals and metal oxide(sulfur) compounds are mainly used for the treatment of hexavalent chromium contaminated soil, while other materials are relatively less. Finally, the characteristic, advantage and deficiency of the nanomaterials for the treatment of hexavalent chromium soils were summarized, as well as the application prospects were also proposed, which would provide useful information for the further research in the future.

关键词： nanomaterials Cr(Ⅵ) contaminated soil remediation

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Study on remediation of copper and nickel contaminated soil by thiol-modified nanosilica

Study on remediation of copper and nickel contaminated soil ...

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河南省化学会2016年学术年会

作者： Kaixuan Guo Zhe Yang ruifeng chong Deliang Li Institute of Environmental and Analytical Sciences College of Chemistry and Chemical EngineeringHenan University

The remediation of contaminated soil has become one of largeconcerns currently. In this previous experiment, the thiol-modified nanosilicawas theremediator for heavy metals copper and nickel in the *** optimal remediation parameters were determined byoptimizing the fixed time,The morphological changes of heavy metals in soil before and afterfixation were studied by a tessier sequential extraction procedureand DTPA sequential producedure. The main results were as follows: the optimum remediation time wasabove 28 d, when the water content in soils was 100% of maximum field capacity and the dosages ofthiol-modified nanosilica was 0.5%(w/w). After the remediation,theavailable andwater-soluble Cu and Ni content significantly decreased.

关键词： copper nickel contaminated soil thiol-modified nanosilica remediation

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A tetragonal tungsten bronze-type photocatalyst:Ferro-paraelectric phase transition and photocatalysis

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Chinese Journal of Catalysis 2016年第8期37卷 1257-1262页

作者：范大勇种瑞峰范峰滔王秀丽李灿冯兆池中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室辽宁大连116023 中国科学院大学北京100049 中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室(筹) 辽宁大连116023

Although ferroelectrics have potential applications in photocatalysis due to their highly efficient charge separation, their mechanism of charge separation is still unknown. A ferroelectric Sr0.7Ba0.3Nb2O6 （SBN‐70） semiconductor with a low ferro‐paraelectric phase transition （65℃） was studied. The photocatalytic activity for H2 production by ferroelectric and paraelectric SBN‐70 was examined. The spontaneous polarization in the ferroelectric phase strongly affected the photocata‐lytic performance and parallel ferroelectric domains significantly promoted photogenerated charge separation to result in better photocatalytic H2 production. This knowledge provides an important basis for the fabrication of ferroelectric photocatalysts with improved charge separation ability.

关键词： Photocatalysis Ferro-paraelectric phase transition Sr0.7Ba0.3Nb2O6 Anomalous photovoltaic effect Temperature-dependent photolumi-nescence excitation spectrum

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高温热处理铜锌锡硒纳米晶薄膜及其在染料敏化太阳电池对电极中的应用（英文）

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化学研究 2018年第5期29卷 505-511页

作者：种瑞峰张凌常志显河南大学化学化工学院环境与分析科学研究所河南开封475004

采用热注入法制备了纯相的铜锌锡硒(CZTSe)纳米晶,并将其沉积在FTO导电玻璃上,进一步通过高温热处理得到了CZTSe薄膜.采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜表征了CZTSe薄膜的结构.以CZTSe薄膜作为染料敏化太阳电池的对电极,考察了CZTSe薄... 详细信息

采用热注入法制备了纯相的铜锌锡硒(CZTSe)纳米晶,并将其沉积在FTO导电玻璃上,进一步通过高温热处理得到了CZTSe薄膜.采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜表征了CZTSe薄膜的结构.以CZTSe薄膜作为染料敏化太阳电池的对电极,考察了CZTSe薄膜的晶体结构对催化性能的影响.结果表明,采用合适的温度对CZTSe进行处理对于获得高催化活性的CZTSe是非常必要的.

关键词：铜锌锡硒高温处理对电极染料敏化太阳电池

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F和Co共掺杂羟基磷灰石增强α-Fe2O3光阳极光电催化水氧化的性能研究（英文）

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化学研究 2019年第4期30卷 331-337页

作者：杜羽庆王珍珍常志显张凌种瑞峰河南大学化学化工学院纳米尺度上转换材料研究所

表面修饰产氧助催化剂是提高α-Fe2O3光电催化水氧化反应效率的重要手段.通过水热法在α-Fe2O3表面构筑F掺杂羟基磷灰石(F-HAP),并在此基础上通过离子交换法制备了F、Co共掺杂HAP表面修饰的α-Fe2O3光阳极(FCo-HAP/α-Fe2O3).采用X射线... 详细信息

表面修饰产氧助催化剂是提高α-Fe2O3光电催化水氧化反应效率的重要手段.通过水热法在α-Fe2O3表面构筑F掺杂羟基磷灰石(F-HAP),并在此基础上通过离子交换法制备了F、Co共掺杂HAP表面修饰的α-Fe2O3光阳极(FCo-HAP/α-Fe2O3).采用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外可见吸收光谱、电化学阻抗谱等表征了FCo-HAP/α-Fe2O3结构、电化学性质和光电催化水氧化性能,并与F-HAP/α-Fe2O3和Co-HAP/α-Fe2O3等进行了对比.结果表明,F掺杂能降低α-Fe2O3表面HAP晶粒的尺寸,提高Co-HAP/α-Fe2O3的电化学活性面积,促进光生电荷向电解质转移,最终提高了α-Fe2O3表面的光电催化水氧化性能.

关键词：氧化铁光电化学水氧化羟基磷灰石 F和Co共掺杂

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无机离子对Ag_3PO_4可见光降解亚甲基蓝的影响

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化学研究 2015年第1期26卷 74-79页

作者：程小雪种瑞峰张凌李德亮常志显河南大学化学化工学院环境与分析科学研究所河南开封475004

以亚甲基蓝(MB)为模拟废水污染物,Ag3PO4为光催化剂,固定污染物初始浓度、催化剂用量、光照强度和照射时间等,探讨不同浓度的无机阴、阳离子(NO-3、Cl-、SO2-4、Na+、Ca2+、Mg2+、Al 3+)对Ag3PO4光催化降解偶氮染料MB的影响.结果表明,Na... 详细信息

以亚甲基蓝(MB)为模拟废水污染物,Ag3PO4为光催化剂,固定污染物初始浓度、催化剂用量、光照强度和照射时间等,探讨不同浓度的无机阴、阳离子(NO-3、Cl-、SO2-4、Na+、Ca2+、Mg2+、Al 3+)对Ag3PO4光催化降解偶氮染料MB的影响.结果表明,Na+和NO-3对Ag3PO4光催化降解MB没有明显的影响;Cl-在一定程度上对MB的降解具有促进作用;SO2-4、Ca2+、Mg2+、Al3+在不同程度上抑制了该光催化反应的进行,且抑制顺序为SO2-4

关键词：光催化降解亚甲基蓝 Ag3 PO4 无机离子

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基于二氧化钛光催化剂生物质转化制备氢气和化学品的研究进展

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化学研究 2015年第1期26卷 8-18页

作者：种瑞峰吴文鹏张凌李德亮常志显河南大学化学化工学院环境与分析科学研究所河南开封475004 中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室辽宁大连116023

随着化石能源的枯竭和环境问题的日益严重,发展可再生资源变得越来越重要.太阳能和生物质是自然界中的两大可再生资源.利用太阳能转化生物质制备H2和化学品可以缓解对化石能源的依赖,是解决能源和环境问题的途径之一.本文作者概述了基于... 详细信息

随着化石能源的枯竭和环境问题的日益严重,发展可再生资源变得越来越重要.太阳能和生物质是自然界中的两大可再生资源.利用太阳能转化生物质制备H2和化学品可以缓解对化石能源的依赖,是解决能源和环境问题的途径之一.本文作者概述了基于TiO2催化剂的光催化生物质制备H2和化学品的研究进展;着重介绍了甲醇、乙醇、甘油和葡萄糖的光催化反应选择性问题和机理研究,分析了存在的问题和可能的解决措施,并就其发展趋势进行了展望.

关键词：生物质光催化 TiO2 光催化剂 H2 化学品研究进展

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“学生自主设计”仪器分析实验课程教学的研究

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实验科学与技术 2021年第4期19卷 51-56页

作者：种瑞峰常志显冯彩霞张凌李德亮河南大学化学化工学院开封475004

该文针对传统仪器分析实验教学中学生参与度低、教学效果差等问题,提出开展以学生为主体的自主设计仪器分析实验,并以电感耦合等离子体原子发射光谱法为例,介绍了自主设计实验教学的实施过程,强调自主设计实验的开展需要建立在充分的基... 详细信息

该文针对传统仪器分析实验教学中学生参与度低、教学效果差等问题,提出开展以学生为主体的自主设计仪器分析实验,并以电感耦合等离子体原子发射光谱法为例,介绍了自主设计实验教学的实施过程,强调自主设计实验的开展需要建立在充分的基础知识数据库、实验过程学生的完全自主及有效的课程考核之上。通过自主设计仪器分析实验,加深学生对基础理论知识的理解和掌握,锻炼学生基本实验技能和仪器操作能力,提高学生从事科研工作的实践能力,培养适应时代发展的科技人才。

关键词：自主设计实验仪器分析课程教学原子发射光谱

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