3D多孔FeC2O4/石墨烯电极用于高性能2.5 V水系非对称超级电容器

本文制备的三维多孔结构FeC₂O₄/石墨烯复合材料,在不添加粘结剂时可作为超级电容器电极. 复合材料由大孔石墨烯和微介孔FeC₂O₄组成. 通常,水分解电压为1.23 V,对于以水系为电解液的不对称超级电容器,电压窗口限制为2 V. 当以FeC₂O₄/rGO水凝胶作为负极,以纯rGO水凝胶作为正极时,在KOH(1.0 mol/L)电解质中不对称超级电容器电压窗为1.7 V,在中性Na₂SO₄(1.0 mol/L)电解质中可达到2.5 V,相应地,组装的非对称电容器性能优异,能量密度为59.7 Wh/kg. 通过将具有微介孔结构的金属氧化物与石墨烯相结合,制备在不添加导电剂和粘合剂时直接用于组装不对称超级电容器的电极材料.     

基于镍泡沫支撑的Co_3O_4纳米多孔结构的高性能超级电容器电极

在众多能量存储和转化器件中,超级电容器由于具有功率密度高、充放电迅速和优异的循环性能的优点而被广泛研究.然而,较低的比容量和能量密度,限制了超级电容作为大尺度能量存储和转化器件的广泛应用.为了提高超级电容器的比容量,需要增大电极材料和电解质的接触面积,进而促进电极材料俘获/释放电解质中的粒子(例如电子、离子或者小分子).在此,我们通过简单的水热法联合高温退火实验方案能够大规模制备出镍泡沫支撑的Co_3O_4多孔纳米结构.无需借助导电胶和粘合剂,在集流器镍泡沫上"生长"Co_3O_4多孔纳米结构直接作为超级电容的电极材料.这种多孔纳米结构和一体化设计思路不仅能够有效提高电极的导电性,而且能够有效缩短离子和电子的迁移路径.由于多孔的结构特征和优异的导电性能,Co_3O_4电极表现出超高比容量(在电流密度为2.5 m A·cm~(-2)和5.5 m A·cm~(-2)时,比容量分别为1.87 F·cm(-2)(936 F·g-1)和1.80 F·cm~(-2)(907 F·g-1))、较好的倍率性能(电流密度从2.5 m A·cm~(-2)增大到100 m A·cm~(-2)时,保留其48.37%的初始电容)和超高的循环稳定性(经历4000次电流密度为10 m A·cm~(-2)的循环充放电过程,保留其92.3%的比容量).这种多孔纳米结构和一体化设计思路对设计其他高性能储能器件具有重要的指导意义.     

大规模合成具有氧空位的多孔Bi_2O_3用于有效降解亚甲基蓝（英文）

光催化降解有机污染物由于其具有低能耗和绿色环保的特点,已经成为研究的热点.氧化铋纳米晶体的带隙在2.0～2.8 eV之间,利用它催化可见光降解有机污染物具有较高的活性,从而引起了越来越多的关注.尽管近年来已经开发了几种制备Bi_2O_3基半导体材料的方法,但是仍然难以用简单的方法大规模地制备高活性的Bi_2O_3催化剂.因此,开发简单可行的大规模制备Bi_2O_3纳米晶体的方法对于工业废水处理的潜在应用具有重要意义.本文通过蚀刻商用BiSn粉末,然后进行热处理,成功地大规模制备了多孔Bi_2O_3.获得的多孔Bi_2O_3在亚甲基蓝(MB)的光催化降解中表现出优异的活性和稳定性.对该机理的进一步研究表明,多孔Bi_2O_3合适的能带结构允许生成活性氧物种,例如O_2~(-·)和·OH,可有效降解MB.     

钴改性Fe_3O_4-MnO_2催化转化生物质合成气制备液体燃料（英文）

本文制备了用于费托合成反应的钴改性Fe_3O_4-MnO_2双功能催化剂,并探究了钴负载量对Fe-Co协同效应的影响以及Fe_1Co_xMn_1催化剂的费托合成反应性能.实验发现,在Fe_3O_4-Mn催化剂中加入Co可促进铁氧化物的还原、增加反应过程中铁位点的活性.此外,Co的加入可增强Fe-Co金属间的电子转移,加强两者的协同作用,提高催化性能.Co负载较高的Fe_1Co_xMn_1催化剂可进一步促进加氢反应能力,使产品分布向短链烃方向转移.在280℃、2.0 MPa和3000 h~(-1)的最佳工况条件下,Fe_1Co_1Mn_1催化剂的液体燃料收率最高.     

Sr_3Ga_2Ge_4O_（14）晶体中Cr~（3＋）和Cr~（4＋）吸收光谱

采用提拉法生长了掺Ｃｒ的Ｓｒ３Ｇａ２Ｇｅ４Ｏ１４低温石榴石结构型单晶，测量了它的吸收光谱及其偏振特性，系统描述了该晶体在可见和近红外波段各吸收带的特征，指出Ｃｒ在此晶体晶格中主要存在两种价态Ｃｒ３＋和Ｃｒ４＋，Ｃｒ４＋在近红外的吸收将影响到Ｃｒ３＋的发光。     

内嵌碳正八面体形貌Co_3O_4光催化活性研究（英文）

基于脱脂棉为牺牲模板,采用碳辅助法制备了内嵌碳的八面体形貌Co3O4,对其在模拟阳光下的光解水制氢气的能力进行了研究。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征分析表明,制备的产物是具有规则正八面体形貌、粒径约为10μm的具有良好晶型的Co3O4。能谱(EDS)和光射线光电子能谱(XPS)结果表明,制备的产物内嵌无定形碳,碳源来自于脱脂棉制备过程中的不完全燃烧。实验结果表明制备的内嵌碳八面体形貌Co3O4具有良好的光解水制氢能力。     

Ag@Fe_3O_4@C-CdTe@SiO_2磁性荧光复合微球的制备与光学特征（英文）

先采用一步溶剂热法和水热法制备了碳包覆的Ag@Fe_3O_4核壳型磁性纳米粒子,然后通过表面氨基化改性后与巯基乙酸修饰的CdTe量子点反应,将量子点键合到磁性微球上,最后在其表面包覆上一层二氧化硅壳层,制备出具有荧光增强的Ag@Fe_3O_4@C-CdTe@SiO2磁性荧光复合材料。实验结果表明,该纳米粒子的平均粒径大约为150nm,磁饱和强度为224A/g(22.4emu/g),在室温下具有较好的磁性能。其中Ag@Fe_3O_4@C-CdTe磁性荧光纳米粒子的荧光强度大于Fe_3O_4@C-CdTe,其主要原因是内核为45nm的Ag纳米粒子具有表面等离子体共振作用,能够使其表面或附近的量子点荧光得到增强。     

Y_2O_3缓冲层对YBCO超导转变温度的影响（英文）

超导薄膜所受的应力对其临界转变温度Tc具有重要的影响,研究应力对超导薄膜Tc的影响对获得更高Tc材料具有重要意义.本文采用溶胶-凝胶法,在LAO单晶基板上制备了Y2O3/YBCO薄膜,并研究了Y2O3缓冲层对不同厚度YBCO超导薄膜的临界转变温度的影响.研究发现,当YBCO薄膜厚度为90nm时,由于Y2O3和YBCO薄膜的晶格错配,在YBCO/Y2O3薄膜的a-b面内引入了压应力,增加了c轴的晶格常数,结果提高了YBCO薄膜的临界转变温度.当YBCO薄膜的厚度较大时(如230nm),由晶格错配引起的应力通过位错的形式得以释放,YBCO薄膜的Tc变化不大.     

一种新型Ag_3PO_4/Ag/Ag_2Mo_2O_7纳米线光催化剂:三元纳米复合物的光催化活性（英文）

首次利用原位共沉淀技术成功制备Ag_3PO_4/Ag/Ag_2Mo_2O_7复合光催化剂.所制备Ag_3PO_4/Ag/Ag_2Mo_2O_7纳米复合物由Ag_3PO_4和Ag纳米粒子组装在Ag_2Mo_2O_7纳米线表面.可见光照射下(λ420nm),Ag_3PO_4/Ag/Ag_2Mo_2O_7复合物表现出优异的光催化性能,其光催化活性较Ag_3PO_4、Ag_2Mo_2O_7及Ag_3PO_4/Ag_2Mo_2O_7样品有较大提高.结果表明,Ag_3PO_4/Ag/Ag_2Mo_2O_7光催化性能提高的原因是Ag_3PO_4/Ag负载使催化剂比表面积的增加、可见光吸收范围增大,同时由于生成Ag_3PO_4/Ag/Ag_2Mo_2O_7三元异质结构有效抑制了光生电子空穴对的复合.     

细菌纤维素模板法制备p-Co_3O_4/n-ZnO复合材料及气敏特性研究（英文）

本文利用细菌纤维素为模板制备了p型Co_3O_4修饰的n型ZnO纳米复合材料,通过XRD、SEM、HRTEM、EDS和XPS等手段对纳米复合材料的组成、形貌与元素分布进行了相应的表征.相对于纯ZnO来说,p-Co_3O_4/n-ZnO复合材料对有机挥发性气体响应的灵敏度有明显提升,例如复合材料对100 ppm丙酮的灵敏度为63.7(最佳温度为180℃),是纯ZnO(最佳温度为240℃,灵敏度为2.3)的26倍.从材料表面氧空位(缺陷控制)、Co_3O_4的催化活性以及p-n异质结三个方面解释了复合材料对VOCs的高响应特性.同时细菌纤维素可以作为模板设计功能化的异质结复合物用于VOCs的测试或者其他应用.     

ErP_5O_（14）晶体中Er~（3＋）的~4S_（3／2）和~2H_（11／

本文报道了ＥｒＰ５Ｏ１４晶体在脉冲ＤＣＭ染料激光激发下的上转换发光现象，并对其机理进行了简要的分析。     

核壳纳米粉体制备Y_2O_3-MgO复相陶瓷（英文）

由于优异的光学和机械性能,Y_2O_3-MgO复相纳米陶瓷被认为是红外透明陶瓷的重要候选材料。尽管如此,在近红外和中红外波段严重的光散射和不必要的吸收方面仍然存在巨大的挑战,这阻碍了该材料在极端恶劣环境中的应用。在目前的工作中,先通过尿素沉淀法制备了Y_2O_3-MgO核壳结构纳米粉体,然后在放电等离子体烧结下制备了Y_2O_3-MgO复相纳米陶瓷。通过热重和差示扫描量热法(TG/DSC)、X射线衍射和扫描电子显微镜分析了核壳结构纳米粉及复相纳米陶瓷。Y_2O_3-MgO核壳结构纳米粉体的尺寸约为250 nm,并且制备的陶瓷的平均晶粒尺寸约为360 nm。透过率在6μm处为57%,维氏硬度为820 HV。粉末合成方法为复相纳米陶瓷提供了一种新颖的解决方案,可以轻松调节粒径和不同组分的比例。     

H2（V=3）+H2（He）碰撞中的转动能量转移

激发态Na₂与H₂碰撞,使H₂（V=3,J=3）得到布居,在H₂和He总气压为800 Pa及温度为700 K的条件下,利用相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）光谱技术研究了H₂（3,3）与H₂（He）间转动能量转移过程.改变CARS激光束与激发Na₂的激光之间的延迟时间,测量He不同摩尔配比时H₂（3,J）态CARS谱强度的时间演化,得到H₂（3,3）的总弛豫速率系数分别为k_3,3^H₂=（21士5）×10^-3cm³·s^-1和k_3,3^H_e=（5.6士1.6）×10^-13cm³·s^-1.测量H₂（3,J）各转动态的相对CARS谱强度,由速率方程分析,得到H₂（3,3）+H₂→H₂（3,J）+H₂中,对于J=2,4,转移速率系数分别为（11±4）×10^-13cm³·s^-1和（8.2±3.1）×10^-13cm³·s_<sup>-1.在H₂（3,3）+He→H₂（3,J）+He中,对于J=2,4,转移速率系数分别为（3.1±1.2）×10^-13cm³·s^-1和（2.1士0.7）×10¹³cm³·s^-1.对于H₂（3,3）,单量子弛豫|△J|=1约占该态总弛豫率的90%.     

AgNbO_3/石墨烯复合材料的合成及其可见光催化甲基橙降解活性（英文）

采用固相法合成AgNbO_3/石墨烯复合纳米材料,利用透射电子显微镜(TEM)及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)对样品的形貌及光学性质进行了表征。研究发现,AgNbO_3与石墨烯复合后,带隙能明显降低,吸收光波长范围增大。以甲基橙溶液的降解为光催化模型反应评价了AgNbO_3/石墨烯复合纳米材料的可见光催化性能。结果表明:与纯AgNbO_3相比,AgNbO_3/石墨烯复合纳米材料对甲基橙的可见光催化性能明显增强。实验条件下,经300℃煅烧的AgNbO_3/石墨烯(2∶1)复合纳米材料表现出最优的催化性能,它对甲基橙的可见光催化脱色速率系数约为纯AgNbO_3的10倍。光催化降解机理研究表明,促使甲基橙降解脱色的主要活性物种为·O_2~-和h+。     

Ab initio Study of Electronic Structure and Magnetic Properties of Two Novel Neptunium （V） Sulfates： iaK3（ipO2）4（SO4）4（H2O）2 and iaipO2SO4H2O

Ab initio within the full potential linearized augmented plane wave （FP-LAPW） method with the GGA＋U approach is applied to study the electronic structures of two compounds NaK3（NpO2）4（SO4）4（H2O）2 and NaNpO2SO4H2O. The present calculations show that the major part of the spin magnetic moment in these two compounds is from Np（V） ions, and the origin of the cation-cation interactions between Np comes from the spin polarization effect within Np-ONv-Np bonds.     

稀土离子(Eu~(3+),Tb~(3+),Ce~(3+))掺杂ZnAl_2O_4/SiO_2微晶玻璃的制备与发光性能（英文）

采用凝胶法分别制备出4.5ZnO-5.5Al2O3-90SiO2(ZAS)以及ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)透明微晶玻璃。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪(PL)等测试手段,研究了稀土离子掺杂浓度对ZAS微晶玻璃的结构和发光性能的影响。XRD结果表明,ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)微晶玻璃包含ZnAl2O4晶相和SiO2非晶相,ZnAl2O4平均晶粒尺寸约为30 nm,稀土离子的掺杂没有显著改变原来的ZnAl2O4晶体结构。TEM结果表明,900℃时ZnAl2O4从ZAS体系中析出。PL光谱显示,Eu3+存在5D0→7F2跃迁,ZAS∶Eu3+在611 nm处发出强烈的红色光;由于Tb3+的5D4→7F5跃迁,ZAS∶Tb3+在541 nm处发出明亮的绿色光;ZAS∶Ce3+在381 nm处显示了蓝光发射,对应于Ce3+的5d→4f轨道跃迁。ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)的PL发射光谱存在着浓度猝灭现象,Eu3+、Tb3+和Ce3+的最佳单掺杂摩尔分数分别为20%、20%和3%。CIE色度图表明,ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)的色坐标分别位于红光、绿光和蓝光区域。实验结果表明,ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)微晶玻璃是一种良好的可用于全色显示的白光LED材料。     

Orientation effects on the bandgap and dispersion behavior of 0.91Pb（Zn_（1/3）Nb_（2/3））O_3-0.09PbTiO_3 single crystals

0.91Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃--0.09PbTiO₃ (PZN--9%PT) single crystals with different orientations are investigated by using a spectroscopic ellipsometer, and the refractive indices and the extinction coefficients are obtained. The Sellmeier dispersion equations for the refractive indices are obtained by the least square fitting, which can be used to calculate the refractive indices in a low absorption wavelength range. Average Sellmeier oscillator parameters E_o, $\lambda$_o, S_o, and E_d are calculated by fitting with the single-term oscillator equation, which are related directly to the electronic energy band structure. The optical energy bandgaps are obtained from the absorption coefficient spectra. Our results show that the optical properties of [001] and [111] poled crystals are very similar, but quite different from those of the [011] poled crystal.     

发光体Mg_2Y_（8－x－y）（SiO_4）_6O_2：Eu_x~（3＋），B

采用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ方法首次在比较低的温度下制备了具有氧磷灰石结构的发光体Ｍｇ２Ｙ８－ｘ－ｙ（ＳｉＯ４）６Ｏ２：Ｅｕ，Ｂｉ（ｘ，ｙ≥０），利用ＸＲＤ、ＩＲ、ＴＧ－ＤＴＡ三种手段研究了发光体的形成过程。室温（２９３Ｋ）和液氮温度（７７Ｋ）的荧光光谱表明Ｅｕ３＋和Ｂｉ３＋在这种基质中分别发射红光和蓝光，每ｍｏｌ基质中其最佳掺杂浓度分别为０．１４ｍｏｌ和０．０３ｍｏｌ，并且其发光都存在温度猝灭。Ｅｕ３＋的激光感生荧光光谱中存在两条５Ｄ０－７Ｆ０跃迁线，表明Ｅｕ３＋同时进入４ｆ格位和６ｈ格位。在Ｅｕ３＋、Ｂｉ３＋共掺杂的发光体中，观察到了Ｂｉ３＋→Ｅ３＋的部分能量传递。     

Y_2O_3和BaCeO_3掺杂对YBa_2Cu_3O_(7-δ)多晶结构和超性质的影响（英文）

本文采用固相反应方法制备了一系列YBa2Cu3O7-δ(Y123)+0.25molY2O3+x wt%BaCeO3(x=0.0,2.0,5.0,10.0and 20.0)多晶样品,通过X射线衍射法(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对Y2O3和BaCeO3的参杂的样品微观结构和超导转变温度进行系统的测量,发现Y2O3参杂到YBCO样品表面有球形或椭球形Y2Ba1Cu1O7-δ(Y211)粒子形成.依据SEM,XRD和电阻率测量,随着BaCeO3参杂量的增加,我们观察到样品的形貌变得越来越不均匀,所有样品的晶体结构有从正交相向四方相转变的趋势,超导转变温度呈金属状态到半导体状态转变的趋势,并伴有三步转变过程;同时也观察到了超导转变温度降低且转变宽度增加的现象,这些结果可以用氧分布的变化和缺陷的变化及氧缺陷来解释.     

具有高开启/关断电流比的Al_2O_3/AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管（英文）

采用原子层淀积(ALD)方法,制备了Al_2O_3为栅介质的高性能AlG aN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管(MOS-HEMT)。在栅压为-20 V时,MOS-HEMT的栅漏电比Schottky-gate HEMT的栅漏电低4个数量级以上。在栅压为+2 V时,Schottky-gate HEMT的栅漏电为191μA;在栅压为+20 V时,MOS-HEMT的栅漏电仅为23.6 nA,比同样尺寸的Schottky-gate HEMT的栅漏电低将近7个数量级。AlG aN/GaN MOSHEMT的栅压摆幅达到了±20 V。在栅压Vgs=0 V时,MOS-HEMT的饱和电流密度达到了646 mA/mm,相比Schottky-gate HEMT的饱和电流密度(277 mA/mm)提高了133%。栅漏间距为10μm的AlG aN/GaN MOSHEMT器件在栅压为+3 V时的最大饱和输出电流达到680 mA/mm,特征导通电阻为1.47 mΩ·cm2。Schottky-gate HEMT的开启与关断电流比仅为105,MOS-HEMT的开启与关断电流比超过了109,超出了Schottkygate HEMT器件4个数量级,原因是栅漏电的降低提高了MOS-HEMT的开启与关断电流比。在Vgs=-14 V时,栅漏间距为10μm的AlG aN/GaN MOS-HEMT的关断击穿电压为640 V,关断泄露电流为27μA/mm。