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       1991年碳納米管(CNT，圖6-1)和2004年石墨烯(圖6-1)的發(fā)現(xiàn)，為化學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的研究帶來了新的機(jī)遇,也為設(shè)計(jì)高效、穩(wěn)定的光催化材料提供了新的選擇。早在 2003年，Sun和Gao便將碳納米管與二氧化鈦復(fù)合，用于苯酚的光催化降解。而在2008年，Williams等通過光還原氧化石墨烯的方法獲得了石墨烯/二氧化鈦復(fù)合光催化材料。這些sp2雜化的碳材料具有較大的比表面積、出色的導(dǎo)電性、較高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。碳納米管和石墨烯與半導(dǎo)體光催化劑的結(jié)合不僅可以增加表面催化反應(yīng)的吸附位點(diǎn)和活性中心,而且它們還可以作為電子受體或傳輸通道來抑制光生電子和空穴的復(fù)合。

       同時(shí)，這些一維和二維碳材料可以作為各種半導(dǎo)體光催化劑的載體，減少顆粒聚集并提高分散性。另外，光催化材料體系的光吸收范圍也被拓展，帶來光敏化和光熱效應(yīng)。這些優(yōu)點(diǎn)可以貫穿光催化反應(yīng)的整個(gè)過程,進(jìn)一步增強(qiáng)半導(dǎo)體光催化劑的光催化性能。與碳納米管相比，石墨烯在某些特定的光催化應(yīng)用中具有一定的優(yōu)勢(shì)。首先，石墨烯的理論比表面積(約為2600m2.g-1)遠(yuǎn)大于碳納米管的理論比表面積(約為1300m2.g-1)，意味著石墨烯表面有更多的吸附位點(diǎn)和活性中心;其次，與一維的碳納米管相比，石墨烯的二維結(jié)構(gòu)特征可以確保半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)在其表面上更好地分散以及半導(dǎo)體與石墨烯之間有更大的接觸界面;最后，石墨烯具有更平整的擴(kuò)展的-芳香環(huán)結(jié)構(gòu)及更高的電導(dǎo)率和電子遷移率，有利于光催化反應(yīng)過程中的電子捕獲和遷移。另外兩種納米碳材料(圖6-1)C60和碳量子點(diǎn)也已被廣泛研究，這些零維碳材料通常被用作半導(dǎo)體光催化劑的表面改性劑。C60和碳量子點(diǎn)既是良好的電子受體也是良好的電子供體，豐富了碳材料在光催化應(yīng)用中的角色。

       Takahashi 等(在 2001年報(bào)道了C和硫復(fù)合形成的光催化劑。L等則在 2010年發(fā)現(xiàn)具有上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)的水溶性碳點(diǎn)可用于修飾二氧化鈦進(jìn)行光催化降解甲基藍(lán)反應(yīng)。最近，作為一種新的穩(wěn)定的人工合成二維碳材料“1,2,具有與石墨烯相似的性質(zhì)(如大比表面積和高電子遷移率)的石墨二快(graphdiyne)成為另一種半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的良好載體，以及出色的電子捕獲材料或電子轉(zhuǎn)移介質(zhì)。值得注意的是,石墨二炔具有由sp和 sp 雜化的碳原子組成的π共軛結(jié)構(gòu),而石墨烯僅具有純sp 雜化的碳骨架結(jié)構(gòu),且石墨二炔中存在炔鍵，而炔鍵這種缺電子結(jié)構(gòu)在石墨烯中不存在,因此石墨二炔比石墨烯更容易捕獲電子。此外，三個(gè)二炔鍵之間均勻分布的孔為分子吸附提供了豐富的位點(diǎn)(圖6-2)。這些優(yōu)點(diǎn)使石墨二炔在光催化領(lǐng)域有著更廣闊的應(yīng)用潛力。例如，Wang 等在2012年最早報(bào)道了石墨二炔/P25 復(fù)合光催化劑用于光催化降解有機(jī)污染物。其他碳材料，包括碳纖維、活性炭和多孔碳等，也是納米碳家族的重要成員，在高性能光催化材料的設(shè)計(jì)和制備中發(fā)揮了重要作用。當(dāng)然，半導(dǎo)體碳材料復(fù)合光催化劑性能的優(yōu)劣取決于許多因素，如碳材料的尺寸、壁/層的數(shù)量、缺陷的類型和濃度、碳材料的表面化學(xué)官能團(tuán)，以及半導(dǎo)體和碳材料之間的界面接觸面積。

產(chǎn)品展示

     標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池為2cm*2cm的單晶硅或多晶硅晶硅（可依據(jù)用戶需要定制）光伏電池，經(jīng)過老化、篩選，選擇穩(wěn)定性好、表面均勻的進(jìn)行全密封式封裝。太陽(yáng)電池置于方形鋁基座的中心，并配有一個(gè)抗輻照玻璃保護(hù)窗口，窗口的封裝采用透明性好，折射系數(shù)相近的光敏膠。太陽(yáng)電池的下面裝有Pt100鉑電阻溫度傳感器，在封裝前已進(jìn)行標(biāo)定。太陽(yáng)電池和測(cè)溫傳感器均采用魚嘴夾和標(biāo)準(zhǔn)接頭，方便測(cè)試連接。

      標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池通常用于日常校準(zhǔn)或測(cè)試光源（氙燈、太陽(yáng)模擬器等）在被測(cè)太陽(yáng)電池表面所建立的總輻照度（W/m2）。太陽(yáng)模擬器的輻照度發(fā)生變化時(shí)，照射在太陽(yáng)電池上產(chǎn)生的短路電流與太陽(yáng)模擬器的輻照度之比接近常數(shù)，因此可以通過測(cè)量短路電流的大小來獲得太陽(yáng)的輻照度。太陽(yáng)電池的標(biāo)定值定義為：在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池的短路輸出電流與輻照度之比，單位A/(W/m2)，稱為CV值。當(dāng)太陽(yáng)電池的短路電流等于其標(biāo)定值時(shí)，即可認(rèn)為太陽(yáng)模擬器的輻照度達(dá)到一個(gè)太陽(yáng)常數(shù)，即1000W/m2。