相场法研究AlxCuMnNiFe高熵合金富Cu相析出机理

BCC(体心立方)和FCC(面心立方)结构共存的高熵合金通常具有优异的综合力学性能, Al元素可以促进含Cu高熵合金由FCC向BCC结构转变.本文基于Chan-Hilliard方程和Allen-Cahn方程,建立Al_xCuMnNiFe高熵合金三维相场模型,模拟了Al_xCuMnNiFe高熵合金(x=0.4, 0.5, 0.6, 0.7)在823 K等温时效时纳米富Cu相的微观演化过程.结果表明, Al_xCuMnNiFe高熵合金时效时会产生两种复杂核壳结构:富Cu核/B2_s壳以及B2_c核/FeMn壳,通过讨论分析发现形成的B2_c对纳米富Cu相的形成起到抑制作用,这种抑制作用随着Al元素的增加而变大;结合经验公式做出Al_xCuMnNiFe高熵合金富Cu相的屈服强度随时效时间的变化曲线,得到峰值屈服强度的时效时间和合金体系,可以为时效工艺提供参考.     

柠檬酸辅助可控制备花状银粒子及其表面增强拉曼散射性能

以抗坏血酸为还原剂,柠檬酸为结构导向剂,一步还原硝酸银,合成了尺寸和形状可调的花状银颗粒。纳米粒子的粒径可在600～1 200 nm范围内调整,表面突起可达到10～25 nm。柠檬酸的化学性质在银纳米粒子合成多级花状银结构的过程中起着至关重要的作用。通过改变柠檬酸或抗坏血酸溶液的用量,银结构的各向异性形貌可以很容易地调节。以制备的多级花状银颗粒作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,对浓度为10~(-10)mol·L~(-1)的罗丹明6G(R6G)仍具有较高的检测灵敏度。     

碱土金属Ben (n=1~3)对B12团簇结构的调控研究

基于第一性原理, 系统地研究了Be_n (n=1~3)对B₁₂团簇结构的调控. 结果表明: 团簇BeB₁₂全局极小结构为C_s对称性准平面结构, 而Be₂B₁₂和Be₃B₁₂最稳定的结构均为笼状结构, 对称性分别为C_s和C_2v. 随着Be_n (n=1~3)原子数的增加, 团簇B₁₂由准平面结构过渡到笼状结构, 且Be倾向内嵌在B₁₂笼状结构表面的B₇或B₈单元环中, 通过离子和共价作用形成稳定Be&B₇和Be&B₈单元, 从而稳定笼状结构. 自然键轨道(NBO)分析表明, 团簇C_s BeB₁₂, C_s Be₂B₁₂, C_2v Be₃B₁₂内部存在电子转移情况, Be原子2s轨道上失去电子, Be—B键主要以离子作用为主, 同时也存在共价作用. 成键分析显示C_s Be₂B₁₂和C_2v Be₃B₁₂的π键遵循球状芳香性2(n+1)² (n=1)电子计数规则, 表明该团簇具有球状芳香性. 预测了三个结构的红外和拉曼光谱, 为以后的合成实验和数据表征提供了理论基础.     

外型和内型C-2位单取代降冰片烯衍生物的核磁共振波谱研究

C-2位单取代降冰片烯衍生物中降冰片烯环存在各向异性,且多数为外型和内型异构体的混合物,导致其结构解析困难.针对这一问题,本文在制备了单一构型的C-2位羧基和羟甲基取代的降冰片烯衍生物的基础上,利用¹H NMR、DEPT135、¹H-¹H COSY、¹H-¹³C HMQC、¹H-¹H NOESY谱和相应的耦合裂分信息,对外型-5-降冰片烯-2-羧酸、内型-5-降冰片烯-2-羧酸、外型-5-降冰片烯-2-甲醇和内型-5-降冰片烯-2-甲醇的¹H和¹³C NMR信号进行归属,并探讨了降冰片烯衍生物的取代基种类及空间构型对¹H NMR化学位移的影响.     

温度对小角度对称倾斜晶界位错运动影响的晶体相场模拟

采用晶体相场法模拟了纳米尺度下小角度对称倾斜晶界的结构和位错运动,针对弛豫过程和附加外应力过程,观察了晶界上位错运动的位置变化和体系自由能变化,分析了温度对小角度对称倾斜晶界的结构和晶界上位错运动的影响规律.研究表明,弛豫过程中体系温度越低,体系自由能下降速率越大,原子规则排列速率增加,体系自由能达到稳定状态所需的时间越短,晶界达到稳定状态时位错对排列愈发整齐,呈现直线规则排列.外应力作用下,温度越低,晶体位错对首次相遇时间越长,晶体形成单个晶粒时间越长,位错对首次相遇到晶体内位错对完全消失过程时间越长;随着温度的降低,体系自由能出现多段上升下降,位错对反应也愈加复杂,趋向于逐对抵消.     

分子动力学模拟研究聚乳酸/聚酰胺11共混物的相容性

采用分子动力学(MD)模拟方法在COMPASS力场下,研究了不同质量比(10/90,30/70,50/50,70/30和90/10)聚乳酸(PLA)/聚酰胺11(PA11)共混物的相容性.研究结果表明:不同比例下PLA/PA11共混物的Gibbs自由能变化均大于零,其共混物很难形成均相体系;共混体系结合能的计算以及不同组分分子间C—C原子对径向分布函数的分析揭示了PLA和PA11的相互作用主要源自其分子间的范德华力;此外,模拟得到的所有比例下共混物的Flory-Huggins相互作用参数(χ)均大于临界Flory-Huggins相互作用参数(χcritical),进一步证明PLA与PA11不能形成相容体系。     

反相微乳液法制备尺寸可调的高荧光碳量子点(英文)

在反相微乳液体系中,以抗坏血酸作为碳源制备具有高强度荧光的碳量子点。实验中通过调整水和表面活性剂的量比实现对碳量子点尺寸大小的控制,利用十六烷基胺修饰碳量子点。当激发波长为360 nm时,碳量子点的量子产率最高为47%。当水和表面活性剂的量比从20增加到50时,碳量子点的尺寸也随之而增大。     

磁场辅助静电纺有序聚丙烯腈纳米纤维的研究

磁场辅助静电纺丝方法能够制备有序纳米纤维,但是其参数之间的匹配关系很少被研究。本文通过正交实验,对影响磁场辅助静电纺丝制备聚丙烯腈纳米纤维的四个工艺参数(溶液浓度、磁铁间距、纺丝电压和注射速度)在3个水平上进行优化筛选。以纤维直径大小、均匀度和纤维有序度为考察目标,同时考虑溶液浓度、磁铁间距与纺丝电压这三个因素之间的两两交互作用,结合极差分析、方差分析,发现溶液浓度是影响纤维直径和均匀度的高度显著因素,溶液浓度和纺丝电压的交互作用对直径均匀度有显著影响,纺丝电压是影响纤维有序度的显著因素。     

高性能多级花状Co3O4基无酶葡萄糖电化学传感器

以硝酸钴、碳酸钠、尿素为原料,泡沫镍为基体,采用水热和煅烧相结合的二步法制备了一种多级花状Co_3O_4/Ni异质结构的无酶葡萄糖传感器。通过X射线衍射与扫描电镜对Co_3O_4/Ni电极的成分及形貌进行了表征,并采用循环伏安法在1mol/L KOH溶液中测试了Co_3O_4/Ni异质结构葡萄糖传感器电极的电化学性能。结果表明,通过二步法在泡沫镍表面制备的Co_3O_4呈现多级花状纳米纤维结构。将制备的Co_3O_4/Ni异质结构作为电极构建的无酶葡萄糖传感器表现出响应时间快(低于5s)、检测灵敏度高(7.4m A·(mmol/L)~(-1)·cm~(-2))、检出限低(1.17μmol/L,S/N=3)和线性检测范围宽(0~5 mmol/L)的特点。进一步的抗干扰性检测表明所制备的传感器在+0.44V vs.SCE对葡萄糖表现出良好的选择性。本文所制备的多级花状Co_3O_4基电极在无酶葡萄糖传感器的发展中有着很大的应用潜力。     

石墨烯/聚乙烯界面导热性能的分子动力学模拟

采用非平衡分子动力学模拟(NEMD)方法研究了石墨烯/聚乙烯纳米复合材料的界面导热性能,主要考察了石墨烯层数、尺寸对界面热阻的影响.研究结果表明:当石墨烯层数为一层时,界面热导为46.79 MW/(m~2K),随着石墨烯层数的增加,界面热导下降;但石墨烯层数超过四层后,界面热导趋于恒定接近39.00 MW/(m~2K);随着石墨烯尺寸的增大,石墨烯中较长波长声子被引发并对界面热传导起到主要的作用,最终导致界面热导逐渐增大.