二级6—8型大腔体装置的高压发生效率机理研究

利用自行设计与集成的二级6—8型大腔体静高压装置,研究了影响八面体压腔高压发生效率的主要因素及机理,并提出了一种八面体压腔密封的简化力学模型.针对于10/4（八面体传压介质边长为10 mm,二级WC立方体增压块截角边长为4 mm）组装的实验结果发现：预密封边尺寸会显著影响八面体压腔的压力产生效率;在腔体压力为12 GPa左右时,高压发生效率随八面体MgO传压介质初始密度的增加而提高;在15 GPa以上时,影响压力产生效率的主要因素是WC增压立方块本身的强度以及加压过程中所形成密封边的尺寸及材料. 关键词： 6—8型大腔体静高压装置 压力产生效率     

四方相PbTeO3晶体在高压下的压缩行为

利用水热法在230℃以及水的饱和蒸汽压条件下合成出毫米尺寸的四方相PbTeO₃单晶样品,并研究了其晶体结构、微观形貌、热稳定性等性质。利用金刚石对顶砧和同步辐射原位X射线衍射技术,探讨了该四方相PbTeO₃晶体在高压下的压缩行为,发现在0～37 GPa的压力范围内四方相PbTeO₃无相变发生。拟合该PbTeO₃样品的压力-体积数据,得到其体弹模量为B₀=42(1) GPa,体弹模量的一阶导数B’₀=5.5(0.2)。晶格参数随压力的变化显示,该晶体在c轴方向更易压缩。     

单根Cu纳米线的制备与原位电学性质

金属纳米线是未来纳米电子器件中的重要组成部分,因此研究单根金属纳米线的电学性质具有重要的意义。相对于单根纳米线电学性质的移位测量,原位测量精确度更高,结果更可靠。目前,国际上用于原位电学性质测量的单根纳米线的最小直径为80 nm,更小直径的纳米线很难在纳米孔道中生长,其电化学生长动力学过程还不清楚,电阻率数据缺失。本文在单个蚀刻离子径迹孔道中利用电化学沉积技术成功生长了单根Cu纳米线,其直径仅为64 nm,为目前同方法最细。在此基础上,首次测量了该纳米线的电输运性质并获得了其电阻率数值。研究结果表明,利用电导法可以监测模板中单个孔道的形成和扩孔的动力学过程以及最终的孔径大小。电化学沉积时,沉积电流与沉积时间曲线清晰地揭示了纳米线的沉积动力学过程。I-V曲线研究显示Cu纳米线具有典型的金属特性。其电阻率为3.46 μ?·cm,约是Cu块体材料电阻率的两倍。电阻率增大可能与电子在晶界和表面处的散射有关。Metal nanowires, as one of the most crucial components of nanoelectronic devices in the future, have attracted enormous attention. Therefore, it is of great significance to investigate the electrical properties of single metal nanowires. Herein, the single Cu nanowire with diameter of 64 nm was successfully prepared by using single-ion track template method combined with electrochemical deposition approach, and its I-V curve was measured. Such a diameter represents the thinnest one as comparing the reported ones obtained by the same method. The results illustrated that the process of formation and growth, as well as the final diameter of single nanochannel in template can be monitored and measured by conductance method. During the electrochemical deposition, the dynamic evolution of the deposition of nanowire can be clearly reflected through the deposition current and deposition time. At the same time, I-V measurements reveal that the Cu nanowire has typical metallic characteristic. For the first time, the resistivity of such a thin nanowire is obtained and its resistivity is 3.46 μ?·cm which is around twice that of Cu bulk materials. The increase of resistivity is believed coming from finite size effects and may be related to the electrons scattering at the grain boundaries and surfaces.     

Z型Ag-Cu2O/BiVO4光催化剂的光催化还原CO2性能

利用简单的化学还原沉积法将Cu₂O纳米球和Ag纳米颗粒均匀包裹在十面体BiVO₄表面,成功构建了一种具有高效电荷载流子分离/转移特性的Z型异质结光催化剂Ag-Cu₂O/BiVO₄。Ag-Cu₂O/BiVO₄在可见光下光催化CO₂还原为CO的产率可达5.37 μmol·g^-1·h^-1,分别是纯BiVO₄和Cu₂O的35.8倍和6.25倍。通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致发光(PL)光谱、瞬态光电流响应(TPC)和电化学阻抗谱(EIS)对Ag-Cu₂O/BiVO₄的晶体结构、形貌、组成、能带结构和吸光能力等进行了系统表征分析,并提出了其光催化体系还原CO₂的催化机理。     

利用围压提高二级大腔体静高压装置压力极限的初步实验探索

采用基于国产铰链式六面顶压机二级6-8型大腔体静高压装置中的10/4(即八面体传压介质边长为10mm,二级WC-Co硬质合金立方块截角边长为4mm)组装,选择不同的围压材料和传压硬质合金台棱、圆片,在室温下用ZnTe的高压相变对压腔进行了压力标定。实验结果表明,叶蜡石是较合适的围压材料;但由于传压台棱、圆片自身强度的限制,及一级压腔形成的围压值较低等原因,致使实验没有达到预期的末级压砧围压增强效果。通过结合两种压腔的力学简化模型分析得知,围压材料与二级增压装置的预密封边共同形成了二级压腔的密封边,该大面积密封边消耗了系统的大部分加载力,因此在围压实验中没有观测到二级6-8型大腔体静高压装置压力极限的提高。     

Z型Ag-Cu2O/BiVO4光催化剂的光催化还原CO2性能

利用简单的化学还原沉积法将 Cu₂O纳米球和 Ag纳米颗粒均匀包裹在十面体 BiVO₄表面,成功构建了一种具有高效电荷载流子分离/转移特性的Z型异质结光催化剂Ag-Cu₂O/BiVO₄。Ag-Cu₂O/BiVO₄在可见光下光催化CO₂还原为CO的产率可达5.37 μmol·g^-1·h^-1,分别是纯 BiVO₄和 Cu₂O的 35.80倍和 6.30倍。通过 X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致发光(PL)光谱、瞬态光电流响应(TPC)和电化学阻抗谱(EIS)对 Ag-Cu₂O/BiVO₄的晶体结构、形貌、组成、能带结构和吸光能力等进行了系统表征分析,并提出了其光催化体系还原CO₂的催化机理。     

力学结构及末级压砧硬度对八面体压腔高压发生效率的影响

针对大腔体静高压装置中的多级八面体压腔,分析了两种不同加载结构的力的传递, 建立了高压发生效率的力学关系.室温下,采用定点标压法(Bi, ZnTe, ZnS, GaAs)分别标定了14/8, 12/6和10/4三种二级6-8型大腔体静高压组装的腔体压力, 定量地讨论了力学结构和末级压砧硬度对八面体压腔高压发生效率的影响. 实验结果表明,力学结构和末级压砧硬度都是影响高压发生效率的重要因素, 且力学结构对高压发生效率的影响更大.其中,腔体的几何结构越大,高压发生效率越高; 6-8型加载结构的高压发生效率高于2-6-8型加载结构;在八面体压腔内的压力接近末级压砧的维氏硬度时, 末级压砧硬度越大,高压发生效率越高,所能获得的腔体压力越大.