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1.
铒掺杂硼酸盐玻璃广泛应用于发光材料中,研究其发光动力学性质对于优化和提高其发光效率具有重要意义. 本文采用传统的熔融淬火法合成了摩尔比为2%的掺铒硼酸盐玻璃,并在低于硼酸盐玻璃转变温度(260 °C)下退火,退火处理后的掺铒硼酸盐玻璃光学性质得到了一定程度的提高. 硼酸盐玻璃未掺杂和掺杂Er3+的热性能采用差示扫描量热法以10 °C/min的速度进行测量. 同时还测量了掺铒硼酸盐玻璃发光机理的吸收光谱、激发光谱、稳态发射光谱、瞬态发射光谱和衰减动力学曲线. 实验结果表明Er3+在不同激发波长下556 nm处发射时具有不同的寿命,在掺铒硼酸盐玻璃中可能存在激发态阱,利用实验数据得到了激发态阱的深度为0.14 eV.  相似文献   
2.
以廉价的椰壳为原料制备了高比表面积的多孔碳材料,然后在密闭的反应釜中以硝酸蒸汽对多孔碳材料进行了后处理,制备了亲水性更好的多孔碳材料。采用扫描透射电子显微镜(TEM)、物理吸附、X射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和接触角测试对材料的微观形貌、孔道结构、组成和亲水性进行了表征,探究了不同温度下硝酸蒸汽对多孔碳材料的形貌、结构的影响,并采用循环伏安法、恒电流充放电法和交流阻抗法考察了多孔碳材料的超级电容性能。结果表明,经过硝酸蒸汽处理后的多孔碳材料的比表面积和孔体积均有所降低,且随着处理温度的升高,降低得更加明显,而亲水性却越来越好。电化学测试结果表明,经过100℃硝酸蒸汽处理的多孔碳材料(CSC-100)具有最佳的超级电容性能。在以6 mol·L-1 KOH为电解液的三电极体系中,当电流密度为0.5 A·g-1时CSC-100的比电容可达452.9 F·g-1,而未经硝酸蒸汽处理的多孔碳材料(CSC)的比电容仅为350.4 F·g-1。电容贡献分析表明CSC-100良好的亲水性和表面官能团不仅提高了双电层电容,也提高了赝电容。  相似文献   
3.
The reaction of N2 with trinuclear niobium and tungsten sulfide clusters Nb3Sn and W3Sn (n=0–3) was systematically studied by density functional theory calculations with TPSS functional and Def2-TZVP basis sets. Dissociations of N−N bonds on these clusters are all thermodynamically allowed but with different reactivity in kinetics. The reactivity of Nb3Sn is generally higher than that of W3Sn. In the favorite reaction pathways, the adsorbed N2 changes the adsorption sites from one metal atom to the bridge site of two metal atoms, then on the hollow site of three metal atoms, and at that place, the N−N bond dissociates. As the number of ligand S atoms increases, the reactivity of Nb3Sn decreases because of the hindering effect of S atoms, while W3S and W3S2 have the highest reactivity among four W3Sn clusters. The Mayer bond order, bond length, vibrational frequency, and electronic charges of the adsorbed N2 are analyzed along the reaction pathways to show the activation process of the N−N bond in reactions. The charge transfer from the clusters to the N2 antibonding orbitals plays an essential role in N−N bond activation, which is more significant in Nb3Sn than in W3Sn, leading to the higher reactivity of Nb3Sn. The reaction mechanisms found in this work may provide important theoretical guidance for the further rational design of related catalytic systems for nitrogen reduction reactions (NRR).  相似文献   
4.
Supercapacitors (SCs) with high energy density and power density are a research hotspot. Herein, we report a flexible porous carbon membrane supercapacitor prepared by electrospinning polyacrylonitrile (PAN) with γ-cyclodextrin-MOF (γ-CD-MOF) and then carbonizing at 900 °C. BET results showed that the supercapacitor retained the skeleton of γ-CD, γ-CD-MOF and the pores formed by the spun-fibers, which were 0.73, 1.09 and 23–186 nm, respectively, showing a high specific surface area of 134.7 m2/g. The hierarchically porous structures ensure rapid charge transfer and ion diffusion, resulting in the PAN/γ-CD-MOF carbon electrode with a high capacity of 283.3 F/g. Moreover, the supercapacitor had a high energy density up to 17.5 Wh/kg and power density up to 6 kW/kg. Significantly, it showed excellent cycle stability with a capacitance retention of 97.5% after 6000 cycles. This work provides a supramolecular strategy to construct a flexible porous carbon membrane, which has potential for supercapacitor applications.  相似文献   
5.
Carbyne is an infinitely long linear chain of carbon atoms with sp1 hybridization and the truly one-dimensional allotrope of carbon. While obtaining freestanding carbyne is still an open challenge, the study of confined carbyne, linear chains of carbon encapsulated in carbon nanotubes, provides a pathway to explore carbyne and its remarkable properties in a well-defined environment. In this review, we discuss the basics and recent advances in studying single confined carbyne chains by Raman spectroscopy, which is their primary spectroscopic characterization method. We highlight where single carbyne chain studies are needed to advance our understanding of confined carbyne as a material system and provide an overview of the open questions that need to be addressed and of those aspects currently under debate.  相似文献   
6.
研究径向压缩形变对碳纳米管电子输运性质的影响对搭建微纳碳基电子器件具有重要意义.本文利用分子动力学模拟方法研究了碳纳米管与金属界面接触构型,得出碳纳米管径向压缩形变的规律.模拟结果表明:碳纳米管在水平接触金属表面后,其稳定状态下的径向压缩形变大小会受接触长度、管径大小、金属种类和片层数量的影响.基于紧束缚密度泛函理论和非平衡格林函数结合的第一性原理,系统地研究了不同直径、手性、片层、径向压缩形变碳纳米管的电子输运性质.研究表明:金属性单壁碳纳米管的电流呈线性增长趋势,且电流-电压的大小只与偏压有关,与直径大小无关;当其存在径向压缩形变时,电流在大偏压下增长趋势减缓,甚至会出现平台效应.半导体性单壁碳纳米管的导通电流随着径向压缩形变的增加而减小,电流-电压曲线逐渐从半导体特性向金属特性转变.随着径向压缩形变的增加,双壁碳纳米管的电流-电压曲线变化规律与金属性单壁碳纳米管的电流-电压曲线变化规律一致,但在相同偏压下,双壁碳纳米管的电流比单壁碳纳米管的电流高1倍;三壁碳纳米管的电流-电压曲线存在较大的振荡波动.  相似文献   
7.
双电解液锂空气电池因其高理论能量密度受到广泛研究,但电池正极侧氧还原反应(ORR)速率低,其反应速率是限制锂空气电池发展的主要因素之一.本文提出了以钌(Ru)掺杂单层石墨烯作为正极ORR催化剂,采用第一性原理计算nRu (n=1~3)掺杂石墨烯的电子结构和氧气在Ru掺杂石墨烯表面的吸附性能,并以过渡态搜索方法获得ORR反应路径,研究碱性溶液中Ru掺杂单层石墨烯作用下的ORR机理.研究结果表明,经Ru原子掺杂后,石墨烯能够获得稳定的掺杂结构,且电导率显著提升.同原始单层石墨烯相比,Ru掺杂石墨烯增强了对O2的吸附能力.在三Ru(n=3)掺杂石墨烯表面进行的ORR无需克服任何能垒.此外,三Ru掺杂石墨烯表面对OH基团的吸附能最低,有利于ORR的连续进行.研究表明三Ru掺杂石墨烯有望成为一种新型的ORR催化剂以提高双电解液锂空气电池的性能.  相似文献   
8.
沈荣晨  郝磊  陈晴  郑巧清  张鹏  李鑫 《物理化学学报》2022,38(7):2110014-41
随着化石燃料使用的增加和温室气体排放量持续上升,20世纪以来气温上升得更快。开发环境友好型能源取代传统化石燃料是当务之急。氢能源作为一种清洁、高效的能源,被认为是最有希望取代传统化石燃料的能源。光催化水分解水产氢作为为一种环保型技术被认为是最有前景的氢能生产方法。提高光生电子-空穴对分离效率是构建高效光催化剂的关键。然而,利用高度分散的助催化剂构建高效、稳定的产氢光催化剂仍然是一个挑战。本文首次成功地采用一步原位高温磷化法制备了高度分散的非贵金属三金属过度金属磷化Co0.2Ni1.6Fe0.2P助催化剂(PCNS-CoNiFeP)掺杂P的石墨相氮化碳纳米片(PCNS)。有趣的是,PCNS-CoNiFeP与传统氢氧前驱体磷化法制备的CoNiFeP相比,没有聚集性,分散性高。X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、元素映射图像和高分辨率透射电镜(HRTEM)结果表明,PCNS-CoNiFeP已成功合成。紫外-可见吸收光谱结果表明,PCNS-CoNiFeP在200–800 nm波长范围内较PCNS略有增加。光致发光光谱、电化学阻抗谱(EIS)和光电流分析结果表明,CoNiFeP助催化剂能有效促进光生电子-空穴对的分离,加速载流子的迁移。线性扫描伏安法(LSV)结果还表明,负载CoNiFeP助催化剂可大大降低CNS的过电位。结果表明,以三乙醇胺溶液为牺牲剂的PCNS-CoNiFeP最大产氢速率为1200 μmol·h-1·g-1,是纯CNS-Pt (320 μmol·h-1·g-1)的4倍。在420 nm处的表观量子效率为1.4%。PCNS-CoNiFeP在光催化反应中也表现出良好的稳定性。透射电镜结果表明,6–8 nm的CoNiFeP高度分散在PCNS表面。高度分散的CoNiFeP比聚集的CoNiFeP具有更好的电荷分离能力和更高的电催化析氢活性。由此可见,聚合的CoNiFeP-PCNs (300 μmol·h-1·g-1)的产氢速率远低于PCNS-CoNiFeP。此外,CNS的P掺杂可以改善其电导率和电荷传输。  相似文献   
9.
Sodium-ion batteries (NIBs) utilize cheaper materials than lithium-ion batteries (LIBs) and can thus be used in larger scale applications. The preferred anode material is hard carbon, because sodium cannot be inserted into graphite. We apply experimental entropy profiling (EP), where the cell temperature is changed under open circuit conditions. EP has been used to characterize LIBs; here, we demonstrate the first application of EP to any NIB material. The voltage versus sodiation fraction curves (voltage profiles) of hard carbon lack clear features, consisting only of a slope and a plateau, making it difficult to clarify the structural features of hard carbon that could optimize cell performance. We find additional features through EP that are masked in the voltage profiles. We fit lattice gas models of hard carbon sodiation to experimental EP and system enthalpy, obtaining: 1. a theoretical maximum capacity, 2. interlayer versus pore filled sodium with state of charge.  相似文献   
10.
Yong-Ting Liu 《中国物理 B》2022,31(5):50303-050303
We present a self-error-rejecting multipartite entanglement purification protocol (MEPP) for N-electron-spin entangled states, resorting to the single-side cavity-spin-coupling system. Our MEPP has a high efficiency containing two steps. One is to obtain high-fidelity N-electron-spin entangled systems with error-heralded parity-check devices (PCDs) in the same parity-mode outcome of three electron-spin pairs, as well as M-electron-spin entangled subsystems (2≤M <N) in the different parity-mode outcomes of those. The other is to regain the N-electron-spin entangled systems from M-electron-spin entangled states utilizing entanglement link. Moreover, the quantum circuits of PCDs make our MEPP works faithfully, due to the practical photon-scattering deviations from the finite side leakage of the microcavity, and the limited coupling between a quantum dot and a cavity mode, converted into a failed detection in a heralded way.  相似文献   
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