CNT修饰CeO2-ZnO纳米杂化材料：卓越光催化与电催化性能的创新研究

本研究发现CNT修饰的CeO2-ZnO-CNT三元纳米复合材料在罗丹明B降解中展现95%的光催化效率（UV光），在电催化水分解中实现HER起始电位0.06V和OER起始电位1.61V（1M KOH电解质），为环境修复与可再生能源转换提供了新型高效双功能催化剂。

　　

亮点

光催化和电化学分析在应对能源与环境挑战中扮演重要角色。本研究探讨了CeO₂、CeO₂-ZnO（二元）和CeO₂-ZnO-CNT（三元）纳米复合材料对罗丹明B（RhB）染料的光催化降解能力及电催化性能。三元复合材料通过简易化学途径合成，并采用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、紫外-可见光谱（UV-Vis）、透射电子显微镜（TEM）和能量色散光谱（EDS）进行详细表征。通过X射线光电子能谱（XPS）研究表面元素组成和构成元素的氧化态。所有三种复合材料在太阳光和紫外光下均表现出光催化性能，其中三元纳米复合材料在紫外光下对RhB染料展现出最高降解效率（约95%）。通过三乙醇胺（TEA）、异丙醇（IPA）和苯醌（BQ）的清除剂研究，确定了光催化过程中的关键活性物种。在1M KOH电解质中，对三种样品（CeO₂、CeO₂-ZnO和CeO₂-ZnO-CNT）进行了氢演化反应（HER）和氧演化反应（OER）的电化学性能测试。三元复合材料表现出显著的电催化活性，HER起始电位为0.06V，OER起始电位为1.61V，彰显其在可再生能源转换领域的巨大潜力。结合光催化与电化学分析，突显了这些纳米复合材料的多功能特性，使其成为能源与环境应用中的理想候选材料。

结论

通过简易、经济高效的化学路线法在室温下成功合成了C-Z-CNT三元纳米复合材料。采用XRD、拉曼光谱、TEM、EDS、UV-Vis光谱和XPS分析对纳米复合材料的结构、形态和光学性质进行了表征。XPS分析揭示了Ce、Zn、C和O三元纳米复合材料独特的价态、氧物种及显著的界面相互作用。三元纳米复合材料表现出优异的光催化与电催化性能，在环境修复和能源转换领域具有广阔应用前景。该研究为开发高效、稳定的纳米杂化材料提供了新思路，有望推动可持续能源技术的发展。