锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.4Al0.1O2的合成与性能

采用高温固相法制备了锂离子电池正极材料LiNi_0.5Co_0.4Al_0.1O₂,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构及表观形貌进行分析。通过恒电流充放电以及循环伏安法进行了电化学性能测试。测试结果表明,充放电电压在3~4.5V之间,在0.2C倍率下首次放电比容量达到159.9mAh·g^-1,经50次循环充放电后放电容量为142.6mAh·g^-1,表现出良好的电化学性能。     

Quantum Phase Transitions,Entanglement Spectrum,and Schmidt Gap in Bond-Alternative S=1 Antiferromagnetic Chain

Bipartite entanglement, entanglement spectrum, and Schmidt gap in S=1 bond-alternative antiferromagnetic Heisenberg chain are investigated by the infinite time-evolving block decimation （iTEBD） method. The quantum phase transition （QPT） from the singlet-dimer phase to the Haldane phase can be detected by the singular behavior of bipartite entanglement, the sudden change of the entanglement spectrum, and the completely vanishing of the Schmidt gap. The critical point is determined to be around rc ~- 0.587, and the second-order character of the QPT is verified. Doubly degenerate entanglement spectra of both even and odd bonds are observed in the Haldane phase, by which one can distinguish the Haldane phase from the singlet-dimer phase easily. Nearest-neighbor antiferromagnetic correlations and next-nearest-neighbor ferromagnetic correlations are found in the whole parameter region. At the critical massless point, although exponentially decaying antiferromagnetie correlation is observed, it approaches to a constant value finally. Therefore, long-range correlations exist and the correlation length becomes divergent at the critical point.     

高效液相色谱-原子荧光光谱法测定土壤中4种有效砷形态

建立高效液相色谱-原子荧光光谱法(HPLC-AFS)测定土壤中亚砷酸根、二甲基砷、一甲基砷、砷酸根4种有效砷形态的分析检测方法.通过实验对提取液及浓度、流动相及pH值、载流HCl和还原剂KBH4溶液等条件进行优化.方法采用不同pH值的KH2PO4溶液为提取液对不同酸碱度的土壤样品进行浸提,以Hamilton PRP-X...     

磺酸型树脂固定床连续催化二壬基酚烷基转移反应的研究

以壬基酚装置精馏塔釜底液为原料,以磺酸型聚苯乙烯阳离子交换树脂为催化剂,采用常压固定床连续工艺,开展二壬基酚与苯酚的烷基转移反应研究制取壬基酚。分别采用红外光谱、差热热重分析、催化剂颗粒强度测试等表征方法对催化剂的组成、热稳定性及力学性能进行研究。考察了反应温度、原料配比、质量空速和反应时间等因素对催化性能的影响。结果表明,所制备的树脂具有良好的热稳定性和耐压强度,适用于180℃以下的固定床连续反应工艺。在反应温度为160℃、原料质量空速为1h~(-1)、苯酚与二壬基酚质量比为3:1的条件下,二壬基酚转化率达85.9%~90.6%,壬基酚收率达56.8%~67.2%,催化剂稳定性好,连续反应200h催化性能仍保持稳定。     

发夹型DNA结构特征的表面增强拉曼光谱分析

对DNA携带的遗传信息的探索一直是人类科学研究的重要课题。DNA碱基间的相互作用不仅形成B型双螺旋结构而且可能形成其他变化的结构。然而,受实验技术条件的限制,我们对不同DNA结构的物理化学特征和形成条件的认识非常有限。最近,我们在含有碘的银溶胶中加入铝离子,将其作为表面增强拉曼(SERS)的基底用于DNA四链结构的研究。我们首次观察到反映四链DNA结构特征的高灵敏和高重现性拉曼光谱。我们前期的研究显示:这种新的银溶胶用于DNA分子拉曼检测,产生稳定增强的由分子内原子间相互作用,如氢键和碱基堆积等引起的拉曼信号,在DNA空间结构的研究中具有巨大的应用潜力。本工作我们应用这种银溶胶作为基底,利用拉曼光谱对一系列发卡型DNA结构进行了研究。我们发现了不同的碱基堆积对表面增强拉曼光谱的影响,这种新的发现可用于定量识别DNA序列中G-C含量,为SERS在DNA测序领域应用提供新思路。     

基于LabVIEW的衍射自动演示仪的设计

针对传统衍射演示实验中操作繁杂、效率低、耗时长的问题,设计了衍射自动演示仪. 该仪器应用虚拟仪器技术,将LabVIEW软件与实验硬件相结合,实现了对多重狭缝盘转动与定位的自动控制,以及衍射光强分布理论曲线与实际图像的对比演示,并设计出友好的人机界面,方便操作.     

单层二维量子自旋霍尔绝缘体1T'-WTe2研究进展

量子自旋霍尔效应通常存在于二维拓扑绝缘体中,其具有受拓扑保护的无耗散螺旋边界态. 2014年,理论预言单层1T’相过渡金属硫族化合物是一类新型的二维量子自旋霍尔绝缘体.其中,以单层1T’-WTe₂为代表的材料体系具有原子结构稳定、体带隙显著、拓扑性质易于调控等许多独特的优势,对低功耗自旋电子器件的发展具有重要的意义.本文总结了单层1T’-WTe₂在实验上的最新进展,包括基于分子束外延生长的材料制备,螺旋边界态的探测及其对磁场的响应,掺杂、应力等手段在单层1T’-WTe₂中诱导出的新奇量子物态等.也对单层1T’-WTe₂未来可能的应用前景进行了展望.     

基于三路舵机驱动的扑翼飞行模型气动特性研究

扑动而形成非定常气动现象是扑翼飞行过程中产生高升力的主要原因。本文以Ellington实验的鹰蛾翅膀为原形,设计扑翼实验及数值计算模型。通过压差传感器对翅膀模型上翼面固定位置进行测压,分析前缘涡的产生及脱落情况(考虑动压效应)。测量上下翼面固定位置处的压差,揭示扑翼飞行中产生高升力的主要原因。利用烟风洞观察扑翼模型周围流场结构及特殊涡产生变化情况。另外,根据Ellington提供的升力关系式估算了扑翼模型在一个周期内的平均升力。最后,基于三维欧拉方程对扑翼飞行气动特性进行数值模拟,计算结果与实验吻合良好。     

非贵金属三元复合Ni(PO3)2-Ni2P/CdS NPs异质结的构建及可见光高效催化产氢性能

结合异质结构建与共催化剂改性, 以花球状Ni(OH)₂为前驱体, 经热磷酸化后得到Ni(PO₃)₂-Ni₂P二元助催化剂, 借助超声化学合成法, 与CdS NPs复合, 形成非贵金属CdS基三元光催化材料Ni(PO₃)₂-Ni₂P/CdS NPs. 以Na₂S-Na₂SO₃为牺牲剂, 在可见光(λ＞420 nm)照射下, 在不借助任何贵金属的情况下, 负载量为8%(质量分数)的Ni(PO₃)₂-Ni₂P/CdS NPs复合材料的光催化产氢速率达到4237 μmol·g^?1·h^?1, 为CdS NPs(217 μmol·g^?1·h^?1)的19倍. 在产氢循环实验中, 反应进行到第6次循环(18 h)后, 复合材料的产氢速率约为初始的89%, 具有较好的稳定性. 与CdS NPs相比, Ni(PO₃)₂-Ni₂P/CdS NPs的吸收边明显红移, 禁带宽度降至1.86 eV, 并降低了H⁺还原的过电位, 显示出增强的光吸收性能和适宜的带隙结构. 通过Ni(PO₃)₂-Ni₂P与CdS NPs之间的协同效应, 有效促进了光生载流子的分离, 提高了产氢活性和稳定性.     

Recent advances of defect-induced spin and valley polarized states in graphene

Electrons in graphene have fourfold spin and valley degeneracies owing to the unique bipartite honeycomb lattice and an extremely weak spin-orbit coupling, which can support a series of broken symmetry states. Atomic-scale defects in graphene are expected to lift these degenerate degrees of freedom at the nanoscale, and hence, lead to rich quantum states, highlighting promising directions for spintronics and valleytronics. In this article, we mainly review the recent scanning tunneling microscopy (STM) advances on the spin and/or valley polarized states induced by an individual atomic-scale defect in graphene, including a single-carbon vacancy, a nitrogen-atom dopant, and a hydrogen-atom chemisorption. Lastly, we give a perspective in this field.