低压等离子体增强化学汽相沉积法制备立方氮化碳薄膜

用低压等离子体增强化学汽相沉积法和氮化硅中间过渡层的方法，在硅片和玻璃上，制备了立方氮化碳薄膜.用光电子能谱测试了其成分和结合能，薄膜含氮量为42.96%.C1s和N1s的结合能分别为285.01和398.60eV.透射电子显微镜研究表明，制备的氮化碳属于体心立方结构，根据衍射花样，计算的晶格常量a为0.536nm，这与理论预言的结果a为0.53973nm很接近.随着沉积的时间增长，还观测到了氮化碳薄膜的菊池花样.在玻璃上沉积的氮化碳薄膜在可见光和近红外区域是透明的，在400nm处有光吸收. 关键词：     

氮化碳的高压同步辐射研究

 采用金刚石对顶砧及原位同步辐射实验技术,对高温高压有机催化反应制备的氮化碳材料,进行了室温及直到44 GPa压力条件下的原位高压同步辐射X射线衍射研究,并用最小二乘法拟合了样品的Murnaghan型等温状态方程。结果表明,在室温及直到44 GPa压力条件下,石墨相C₃N₄和待定的正交相CN材料都是稳定的,没有发生明显的相变,推测正交相CN材料可能是原始材料三聚氰胺和三聚氰氯在高温高压条件下催化热解产生的某种高分子有机聚合物。     

氮化碳薄膜的制备及研究现状

 氮化碳具有良好的物理、化学性质和广泛的应用前景。目前主要采用化学气相沉积法、离子束溅射法、激光等离子体沉积和激光烧蚀、离子镀、离子注入法等制备方法。文中对氮化碳的结构、性质、制备、性能表征以及研究现状进行了比较详细的介绍。     

氮化碳薄膜的X射线光电子谱

用ＸＰＳ研究射频－直流等离子体增强化学气相沉积获得的氮化碳薄膜的化学结构。Ｃ１ｓ和Ｎ１ｓ芯能级电子谱分析表明：在ＣＮ膜中含有Ｎ－ｓｐ＾３和Ｎ－ｓｐ６２两类化学结构,在高含Ｎ膜中还含有少量的Ｎ－ｓｐ相,且代表Ｎ－ｓｐ＾３结构的原子 比为１．２８,接近４：３,证明此膜中存在类β－Ｃ３Ｎ４相。     

立方氮化硅及其冲击波合成

 立方氮化硅是高温高压研究近期合成得到的一种新物相，与已经在工业上普遍使用的氮化硅的两种六方物相（α相和β相）相比，新物相的密度增加了26%，预期是一种新型功能材料。简要综述了立方氮化硅的研究进展和存在的问题，讨论了立方氮化硅的人工合成和相关物性研究、Ⅳ(A)族氮化物（Ge₃N₄、Sn₃N₄、C₃N₄）的高密度物相研究，以及后尖晶石相氮化物的实验和理论探索等问题。介绍了作者最近利用炸药爆轰加载技术开展的冲击波合成实验结果，以α相氮化硅为冲击压缩前驱体，实现了在单次冲击波压缩实验中合成出了克量级立方氮化硅粉体，为进一步开展立方氮化硅的性能研究奠定了基础。     

理论预言的氮化碳超硬膜研究新进展

β－Ｃ３Ｎ４的理论预言发表之后，经过广大科学工作者近１０年的努力，已经取得了一些重要的进展，理论上对碳氮化合物的研究已经更为广泛和深入。实验合成方面也取得了长足的进展，文章作者在Ｓｉ、Ｐｔ等基底上初步合成了晶态β－Ｃ３Ｎ４薄膜，实验分析表明，薄膜主要由α－或β－Ｃ３Ｎ４晶相组成，成分接近理论值，Ｎ／Ｃ原子比接近４／３，并且薄膜中的Ｃ和Ｎ以Ｃ－Ｎ单键结合。     

石墨相氮化碳的制备条件优化用以提高其在可见光下的光催化活性

通过染料的光降解实验和敏感性数学分析探讨了石墨相氮化碳(g-C₃N₄)的制备条件与其稳定性和光催化活性之间的联系. 结果表明,相比于焙烧时间,焙烧温度的改变更为显著地影响了g-C₃N₄ 的光催化活性. 制备条件优化之后的g-C₃N₄在可见光照射下催化降解罗丹明B(RhB)的活性比未优化时提高了约100倍,归因于材料比表面积的增大和表面光生电子-空穴迁移速度的增强.     

水热合成碳颗粒的结构和发光性能

用生物试剂氨基葡萄糖盐酸盐和葡萄糖在水溶液中合成了碳颗粒,用场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、显微Raman光谱仪和傅立叶红外光谱仪对样品的结构和组成进行了研究。结果表明,碳颗粒是球形非晶结构,直径为0.3~1.4μm。利用He-Cd激光器的325 nm线,在显微Raman光谱仪中对碳颗粒的光致发光(PL)性能进行了研究。光谱显示出中心在420 nm的弱的蓝色PL带、中心在575 nm和650 nm的强而宽的绿光和红光PL带,它们分别与官能团和带与带之间的跃迁有关。绿光和红光PL带的宽化与sp2碳颗粒的非均匀性有关。     

氮化碳材料的光谱学分析及光催化性能研究

为克服光催化材料可见光利用效率低的缺陷,通过三聚氰胺高温缩聚的方法合成了石墨型氮化碳(g-C₃N₄)材料。采用XRD,SEM,UV-Vis技术对氮化碳材料的微观结构和光学性能进行了表征,并通过降解罗丹明B溶液研究了缩聚温度和不同光源对光催化效率的影响。结果表明,合成的氮化碳层片状结构保存良好,尽管材料表面在高温下断裂形成了不规则的块体颗粒;随着煅烧温度的升高,催化剂在紫外光和可见光部分的吸收都显著增强,这可能是由于材料表面的岩石状块体颗粒提高了材料的比表面积,同时降低了光的反射又提高了对光的吸收。在罗丹明B的光降解测试中,催化剂在可见光和太阳光照射下均表现出了良好的催化效果,缩聚温度为580 ℃时效果最好,分别为94.8%(60 min)和91.1%(90 min)。该方法制备的石墨型氮化碳催化剂对利用清洁能源进行环境净化应用具有极大的潜在价值。     

氮化碳材料的光谱学分析及光催化性能研究

为克服光催化材料可见光利用效率低的缺陷, 通过三聚氰胺高温缩聚的方法合成了石墨型氮化碳(g-C3N4)材料。采用XRD, SEM, UV-Vis技术对氮化碳材料的微观结构和光学性能进行了表征, 并通过降解罗丹明B溶液研究了缩聚温度和不同光源对光催化效率的影响。结果表明, 合成的氮化碳层片状结构保存良好, 尽管材料表面在高温下断裂形成了不规则的块体颗粒;随着煅烧温度的升高, 催化剂在紫外光和可见光部分的吸收都显著增强, 这可能是由于材料表面的岩石状块体颗粒提高了材料的比表面积, 同时降低了光的反射又提高了对光的吸收。在罗丹明B的光降解测试中, 催化剂在可见光和太阳光照射下均表现出了良好的催化效果, 缩聚温度为580 ℃时效果最好, 分别为94.8%(60 min)和91.1%(90 min)。该方法制备的石墨型氮化碳催化剂对利用清洁能源进行环境净化应用具有极大的潜在价值。     

低冲击应力下脆性介质电阻率的实时测量

 冲击波压缩下材料宏观性质的变化与微观结构演化有着密切联系。通过改进对称差分电路测量方法,测量K9玻璃在失效破坏过程中的电阻率变化,研究了脆性介质在低冲击波应力下的损伤破坏机制。结果表明,随着冲击波在K9玻璃中传播,K9玻璃的电阻率逐渐下降;在7.6 GPa冲击压缩下,K9玻璃由最初的绝缘体状态逐渐转变为电阻率约420 Ω·m的稳定状态。     

兆巴冲击压力下测量金属铝剪切粘性的实验技术改进

 由于在测量高压下金属粘性的实验中不同测量方法得到的粘性系数值存在很大的系统偏差,所以提出和完善实验方法、获得更多可靠的实验数据显得非常必要。通过改进飞片碰撞的实验技术,在101 GPa压力下测量了铝样品中冲击波前沿上正弦形小扰动的振幅衰减和反向振荡现象,借助Miller和Ahrens对非理想初始流场的解析解,求得铝在此压力下的剪切粘性系数约为800 Pa·s。     

Laser-Patterned Carbon-Supported Graphitic Carbon Nitride Quantum Dots for Flexible Nanozyme-Based Fluoride Sensor

Graphitic carbon nitride quantum dots (g-CNQDs)-based colorimetric sensors are typically solution-based and hence incompatible with wearable electronics. Today's competitive technology demands safe and reliable, high-performance sensors suitable for integration with sophisticated electronics—all at a low cost. Herein, a flexible and reusable solid-state fluoride ion sensor manufactured by combining the intriguing surface properties of laser-patterned carbon (LP-C) with the sensitivity of g-CNQDs is reported. LP-C is obtained by direct IR-laser writing onto polyimide films, and g-CNQDs are synthesized via a solvent-free and zero-waste green process. The hybrid of LP-C and g-CNQDs (g-CNQDs/LP-C), mimics the natural enzyme horseradish peroxidase and oxidizes the chromogenic substrate 3,3’,5,5’-tetramethylbenzidine in the presence of H₂O₂ in acidic media. The highly selective and user-friendly nanozyme sensors feature a lower limit of detection of 0.568 ± 0.006  × 10⁻⁶ m (23.8 ± 1.5 µg L⁻¹) with linearity in the range of 0.5 × 10⁻⁶ to 100  × 10⁻⁶ m . A sensing mechanism based on the electronic transitions of g-CNQDs and LP-C, the two variants of nitrogen-containing carbon used in this work, is established. Finally, the device is tested for fluoride ion sensing in natural water samples collected from the Uhl river in Mandi, India.