金属相1T´ MoS2增强类石墨相C3N4的可见光催化性能

通过煅烧和静电自组装的方法制备了1T′ MoS₂超薄纳米片和类石墨烯相氮化碳(g-C₃N₄)纳米片的复合材料. 该材料在光催化实验中展现出6.24 μmol?g^?1?h^?1的产氢速率, 优于贵金属铂修饰的g-C₃N₄纳米片的性能(4.64 μmol?g^?1?h^?1). 此外, 该复合材料在光催化降解有机染料甲基橙的实验中表现出0.19 min^?1的催化速率, 而纯g-C₃N₄纳米片只有0.053 min^?1的催化速率. 材料光催化性能的提升可归结于1T′MoS₂ 和g-C₃N₄之间的协同效应, 包括光吸收的增强以及因1T′MoS₂优异电子导电性而得到的高效电荷分离.     

稀土铜硫化合物TbCuS2的合成和晶体结构

Terbium copper disulfide, TbCuS₂, has been synthesized in the reaction of the elements in a KI flux at 850 ℃. The compound crystallizes in space group P2₁/c of the monoclinic system with four formula units in a cell of dimensions of a= 0.639 3(1) nm, b=0.702 5(1) nm, c=0.670 8(1) nm, β=98.097(4)°, and V=0.298 3(1) nm³ at 153 K. The structure comprises two-dimensional ²_∞[CuS₂] layers along [100] separated by the Tb atoms. In the structure, each Tb and Cu atoms are coordinated to seven and four S atoms, respectively. CSD: 415490.     

Li3Fe2(PO4)3正极材料的制备及电化学性能研究

本文以本文通过高温固相反应合成了Nasicon型的Li_3Fe_2(PO_4)_3电极材料。XRD结果显示850℃烧结得到的Li_3Fe_2(PO_4)_3结晶性最好。为了优化Li_3Fe_2(PO_4)_3电极的性能,使用行星球磨将制备得到的Li_3Fe_2(PO_4)_3与乙炔炭黑混合均匀,得到了Li_3Fe_2(PO_4)_3/C复合正极材料。扫描电镜照片显示,球磨后活性材料的颗粒尺寸明显减小,而且更加均匀。对于Fe~(3 )/Fe~(2 )的氧化还原电对,恒电流充放电测试和伏安循环法揭示Li_3Fe_2(PO_4)_3/C复合正极材料再放电过程中在2.8和2.7V具有两个电压平台。样品球磨后,与800℃和900℃烧结得到的Li_3Fe_2(PO_4)_3相比,850℃烧结得到的材料具有更好的可逆性和更高的容量保持性,而且它的比容量在初始循环以C/20的倍率放电可以达到92 mAhg~(-1)以及在结束时的循环以C/10的倍率放电还具有62 mAhg~(-1)。     

可见光响应新型催化剂Sb2S3降解甲基橙研究

自1972年科学家发现在TiO_2半导体电极上可以发生光解水反应以来,光催化材料的研究逐渐成为新型光电功能材料研究领域中的一个热点。目前研究较多、活性较高的TiO_2和ZnO等宽禁带半导体材料,仅能被紫外光所激发;同时为了提高光催化剂的高活性,制备出的纳米级催化剂(粉体或薄膜)的光吸收带边往往会因量子尺寸效应而进一步蓝移。实际上到达地表的太阳辐射能量主要集中于460-500nm波长范围内,紫外成分(300—400nm)不足5%,因此要想高效地利用太阳光进行光催化反应,光催化剂必须为可见光响应型。本文通过液相反应制备了红棕色的无定形Sb_2S_3以及固相反应制备了黑色的晶态Sb_2S_3,并利用XRD粉末衍射和UV-Vis吸收光谱表征样品的物相和吸收光谱特性。在样品的光催化活性测试中,采取甲基橙作为染料光降解的模型,研究了各种条件下的降解效率,证实了光催化反应的存在,并初步探讨了其光催化性能的影响机制。实验表明,在使用420nm滤波片的相同的实验条件下,与P25、CdS等已经报导的催化剂对比,发现Sb_2S_3具有更优异的光催化性能,其光催化效率大约是CdS的3.5倍。同时,本文中制备的无定形Sb_2S_3和晶态Sb_2S_3的吸收边分别为660nm和800nm,带隙约为1.88ev和1.55ev,小于目前已见报导的多数可见光催化剂。通过使用截止型滤波片,我们发现对于600nm以上波长的可见光,两种形态的Sb_2S_3仍具有光催化活性。     

Electronic structure and spatial inhomogeneity of iron-based superconductor FeS

Iron-based superconductor family FeX(X=S,Se,Te)has been one of the research foci in physics and material science due to their record-breaking superconducting temperature(FeSe film)and rich physical phenomena.Recently,FeS,the least studied Fe X compound(due to the difficulty in synthesizing high quality macroscopic crystals)attracted much attention because of its puzzling superconducting pairing symmetry.In this work,combining scanning tunneling microscopy and angle resolved photoemission spectroscopy(ARPES)with sub-micron spatial resolution,we investigate the intrinsic electronic structures of superconducting FeS from individual single crystalline domains.Unlike FeTe or FeSe,FeS remains identical tetragonal structure from room temperature down to 5 K,and the band structures observed can be well reproduced by our ab-initio calculations.Remarkably,mixed with the 1×1 tetragonal metallic phase,we also observe the coexistence of √5×√5 reconstructed insulating phase in the crystal,which not only helps explain the unusual properties of FeS,but also demonstrates the importance of using spatially resolved experimental tools in the study of this compound.     

Intrinsic ZnO films fabricated by DC sputtering from oxygen-deficient targets for Cu(In,Ga)Se_2 solar cell application

Intrinsic zinc oxide films,normally deposited by radio frequency(RF) sputtering,are fabricated by direct current(DC) sputtering.The oxygen-deficient targets are prepared via a newly developed double crucible method.The 800-nm-thick film obtaines significantly higher carrier mobility compareing with that of the 800-nm-thick ZnO film.This is achieved by the widely used RF sputtering,which favors the prevention of carrier recombination at the interfaces and reduction of the series resistance of solar cells.The optimal ZnO film is used in a Cu(ln,Ga) Se2(CIGS) solar cell with a high efficiency of 11.57%.This letter demonstrates that the insulating ZnO films can be deposited by DC sputtering from oxygen-deficient ZnO targets to lower the cost of thin film solar cells.     

Li3Fe2（PO4）3正极材料的制备及电化学性能研究

本文以本文通过高温固相反应合成了Nasicon型的Li3Fe2（PO4）3电极材料。XRD结果显示850℃烧结得到的Li3Fe2（PO4）3结晶性最好。为了优化Li3Fe2（PO4）3电极的性能，使用行星球磨将制备得到的Li3Fe2（PO4）3与乙炔炭黑混合均匀，得到了Li3Fe2（PO4）3／C复合正极材料。扫描电镜照片显示，球磨后活性材料的颗粒尺寸明显减小，而且更加均匀。对于Fe^3＋／Fe^2＋的氧化还原电对，恒电流充放电测试和伏安循环法揭示Li3Fe2（PO4）3/C复合正极材料再放电过程中在2．8和2．7V具有两个电压平台。样品球磨后，与800℃和900℃烧结得到的Li3Fe2（PO4）3相比，850℃烧结得到的材料具有更好的可逆性和更高的容量保持性，而且它的比容量在初始循环以C／20的倍率放电可以达到92mAhg^-1以及在结束时的循环以C/10的倍率放电还具有62mAhg^-1。     

可见光响应新型催化剂Sb2S3降解甲基橙研究

自1972年科学家发现在TiO2半导体电极上可以发生光解水反应以来，光催化材料的研究逐渐成为新型光电功能材料研究领域中的一个热点。目前研究较多、活性较高的砷TiO2和ZnO等宽禁带半导体材料，仅能被紫外光所激发；同时为了提高光催化剂的高活性，制备出的纳米级催化剂（粉体或薄膜）的光吸收带边往往会因量子尺寸效应而进一步蓝移。实际上到达地表的太阳辐射能量主要集中于460-500nm波长范围内，紫外成分（300-400nm）不足5％，因此要想高效地利用太阳光进行光催化反应，光催化剂必须为可见光响应型。本文通过液相反应制备了红棕色的无定形Sb2S3以及固相反应制备了黑色的晶态Sb2S3，并利用XRD粉末衍射和UV-Vis吸收光谱表征样品的物相和吸收光谱特性。在样品的光催化活性测试中，采取甲基橙作为染料光降解的模型，研究了各种条件下的降解效率，证实了光催化反应的存在，并初步探讨了其光催化性能的影响机制。实验表明，在使用420nm滤波片的相同的实验条件下，与P25、CdS等已经报导的催化剂对比，发现Sb2S3具有更优异的光催化性能，其光催化效率大约是CdS的3．5倍。同时，本文中制备的无定形Sb2S3和晶态Sb2S3的吸收边分别为660nm和800nm，带隙约为1．88ev和1．55ev，小于目前已见报导的多数可见光催化剂。通过使用截止型滤波片，我们发现对于600nm以上波长的可见光，两种形态的Sb2S3仍具有光催化活性。     

高性能黑色纳米二氧化钛材料研究

二氧化钛是最重要的光电半导体材料之一, 纳米二氧化钛作为最重要的光催化剂所面临的巨大挑战是无法吸收可见光而导致太阳能利用效率低下. 拓展二氧化钛的光谱响应范围是提高其太阳能利用效率的关键. 最近发展的可以有效吸收可见光的黑色二氧化钛受到广泛关注, 我们针对黑色纳米二氧化钛材料展开了一系列工作, 发展出多种黑色二氧化钛材料的制备方法, 获得了太阳能高吸收、 高效光催化的材料. 本文综合了我们的部分研究工作, 概述了所制备黑色纳米二氧化钛的物化性质、 制备方法及其应用, 并提出了该材料的研究方向.