木质素碳纳米酶的制备及用于检测人尿液中多巴胺

以木质素磺酸钠为碳源,水热法合成了MoS2掺杂的碳纳米酶(Mo, S-CDs),并基于其过氧化物酶特性,将其用于检测人尿中多巴胺的含量。对纳米酶的形貌进行了表征。结果显示,Mo, S-CDs为球型,直径在2 nm左右,在水中能够较好的分散;红外图谱结果表明Mo, S-CDs表面官能团丰富;X射线光电子能谱表明Mo, S-CDs中存在Mo, S, C, O元素。Mo, S-CDs具有稳定、高效的过氧化物酶催化活性,可催化H₂O₂与3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)反应,生成氧化产物oxTMB。蓝色的oxTMB可被多巴胺还原回TMB,导致系统在oxTMB特征峰处的吸光度下降。因此,基于Mo, S-CDs对H₂O₂的传感能力构建了多巴胺-Mo, S-CDs的催化传感体系,并用于检测人尿液中多巴胺的含量。多巴胺浓度在0.5～20μmol/L范围内有良好的线性关系,检出限为0.0639μmol/L,回收率为96.5%～101.7%,相对标准偏差(RSD)<5%。     

冷冻速率对蚕豆热物性变化规律影响的实验研究

研究了不同冷冻速率下蚕豆热物性的变化规律。利用Hot Disk得到蚕豆在-30～30℃下的热导率变化曲线;通过DSC和低温冷冻实验台,冷冻速率在5～80℃/min条件下将蚕豆切片进行冷冻实验,得到了不同冷冻条件下冻结点、结晶点及比热容的变化规律。测试结果表明:蚕豆热导率随着温度的降低先减小再增大;冻结点随着降温速率的增大而增大;蚕豆的结晶点在降温速率小于20℃/min时出现浮动,但总体上,结晶点随着降温速率的增大而降低。在不同降温速率下,比热容随温度的变化规律基本相同,但在冷冻相变过程中发生剧烈变化。通过对冷冻过程中蚕豆热物性的实验研究,为冷冻干燥种子的传热传质分析提供了实验数据的支撑。     

拓扑相MoS2电子结构及光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理对二维拓扑相1T′-MoS₂和2M-MoS₂的电子结构、有效质量和光学性质进行研究,并将其与二维H-MoS₂进行对比分析.研究表明,电子有效质量大小关系为：2M-MoS₂22,空穴有效质量大小关系为：T′-MoS₂<2M-MoS₂2,但2M-MoS₂的空穴有效质量和T′-MoS₂相差不大,二者均适用于高性能电子器件.由于拓扑相1T′-MoS₂和2M-MoS₂均存在能带反转,导致带间相关性以及导带和价带的波函数重叠增强,进而光电流响应增强,二者的光学性质均优于H-MoS₂. 2M-MoS₂具有较大的吸收系数和光电导率,2M-MoS₂对红外光和紫外光有着优...     

石墨烯电极弯折对2-苯基吡啶分子器件负微分电阻特性的调控和机理

采用非平衡格林函数结合密度泛函理论探讨了以锯齿型石墨烯纳米带为电极、2-苯基吡啶分子为中心区的分子器件电子输运性质.分析I-V特性及透射谱随偏压的变化表明,电极弯折能够调控器件负微分电阻特性,使器件峰值电压(V_p)减小、电流峰谷比(PVR)增大,当电极弯折角度为15°时,器件获得低峰值电压(0.1 V)、高电流峰谷比(12.84)的负阻特性.平衡态下器件的透射谱、态密度、散射态实空间分布图及投影态密度解释了器件负阻特性被调控源于电极弯折使器件中心分子与电极间的波函数交叠发生变化,导致两者间耦合减弱.弱耦合下外加偏压后,器件的透射系数因能级移动和偏压的变化而产生大幅波动,使器件在低偏置电压处即出现大的透射系数,产生峰值电流I_p,降低了器件的V_p,且增大了PVR值,其所获得的低V_p、高PVR的负阻特性在低功耗分子电子领域具有潜在的应用前景.     

应力调控BlueP/XTe2(X=Mo,W)范德瓦耳斯异质结电子结构及光学性质理论研究

通过第一性原理计算探讨了蓝磷烯与过渡金属硫化物MoTe₂/WTe₂形成范德瓦耳斯异质结的电子结构和光学性质,以及施加双轴应力对相关性质的影响.计算结果表明,形成BlueP/XTe₂(X=Mo,W)异质结,二者能带排列为间接带隙type-Ⅱ并有较强的红外光吸收,同时屏蔽特性增强.随压缩应力增加,BlueP/XTe₂转变为直接带隙type-Ⅱ能带排列最后转变为金属性;随拉伸应力增加,异质结转变为间接带隙type-Ⅰ能带排列.外加应力也能有效调控异质结的光吸收性质,随压缩应力增加吸收边红移,光吸收响应拓展至中红外光谱区且吸收系数增大;BlueP/MoTe₂较BlueP/WTe₂在中红外至红外光区间表现出更强的光吸收响应;静态介电常数ε1(0)大幅增加.结果表明,压缩应力对BlueP/MoTe₂和BlueP/WTe₂能带排列、光吸收特性均有显著的调控作用,其中BlueP/MoTe₂对调控更敏感,这些特性也使BlueP/XTe₂异质结在窄禁带中红外半导体材料及光电器件具有令人期待的应用价值.     

拓扑石墨烯电极分子器件输运特性

利用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法,研究了不同拓扑能带结构的石墨烯电极分子器件输运特性.结果表明器件导通电压与电极禁带宽度正相关,同时器件在输运过程中表现出负微分电阻特性,峰谷电流比可达2697.分析认为器件导通源自于偏压升高过程中两电极能带匹配.器件负微分电阻特性源自于偏压升高过程中两电极能带交错.散射态分析表明,能带匹配后散射态分布较为离域,有利于电子通过器件.能带交错后散射态局域于电极处,表明电子输运受到抑制.