物理溅射的Monte Carlo模拟

模拟载能离子在固体传输及原子碰撞级联过程的Monte Carlo程序TCIS,已用于考察物理溅射问题。溅射过程中,低能原子碰撞是很重要的。因此,本文详细研究了二体碰撞计算中时间积分τ的数值大小及其对溅射计算的影响。对TCIS模拟溅射物理模型、输入参数作了介绍,并给出某些模拟研究结果。模拟程序可提供溅射的原子水平的信息,这对于开展有关机理的研究是很有用的。     

实验室中铅蓄电池的使用和维护(一)

在化学实验室中,蓄电池的应用甚广,它是一种很重要的直流电源。一个蓄电池如果维护得法,可以耐久使用,否则就很易损坏。所以,每一个突验室里的工作人员都座具各使用和维护蓄电池的正确知识。但是,实际上很多人使用时往往不得其法,致使蓄电池不能发挥它应有的作用。作者有鉴于此,特地收集了一些材料,结合个人的经验,想纯从应用的观点出发,把蓄电池的原理、构造、特性、充电和放电的情况,以及使用时应加注意之处等等,略加阐述。希望读者阅后,能对蓄电池的性能,有一个适当的了解,因而便于做到物尽其用的目标。     

C60和C70薄膜光吸收谱研究 *

用透射光谱法和光热偏转谱法测得了C₆₀和C₇₀薄膜在宽能量范围(0.6到6.5 eV)的光谱,并计算了吸收系数.根据分子轨道模型分析了C₆₀和C₇₀薄膜的光跃迁行为.Fuller烯薄膜的弱吸收光谱与非晶硅的类似.用Tauc公式确定了C₆₀和C₇₀薄膜的光学带隙分别为1.75和1.65eV.Urbach吸收边和亚隙吸收表明Fuller烯薄膜中存在无序状态,导致带尾态和缺陷态,这虽非C₆₀或C₇₀薄膜所固有,但无序的存在给准确测定Fuller烯薄膜的禁带宽度带来障碍.讨论了偏转介质与衬底对Fuller烯薄膜的弱吸收光谱的影响.     

碳管的结构和生长热力学研究 *

在nm尺度镍粉和镍片(或钛片)的催化作用下,乙炔气体高温热解形成碳管.nm尺度Ni粉的催化效果与其在H₂气中的还原温度有关,在高温(1500℃)下还原后,其催化效果十分显著,碳管的产量较高;而在低温下还原后作催化剂,碳管的产量较低,甚至形不成碳管.在约770℃还原的Ni(Ti)片作催化剂时,碳管易在Ni(Ti)片的边沿和尖端处生长;如果用酸处理过的Ni(Ti)片作催化剂,则会在催化剂的表面形成一层碳管.分析了破管的结构,研究了直形、弯曲形和螺旋形碳管的生长热力学.     

用电弧放电法大面积地制备离散的碳纳米管

用电弧放电法直接得到了无烧结、离散分布、大面积及高密度的碳纳米管 ,提高了碳纳米管的质量和产量 .SEM研究表明样品中离散的碳纳米管相互缠绕 ,同时在空间取向无序 .讨论了放电过程中碳纳米管的生长机理和实验中得到的形貌的形成机制.     

利用介孔材料制备碳纳米管的形貌、结构和Raman散射研究

以碳氢气体为反应物,利用化学气相沉积方法,在不同的衬底上制备了碳纳米管。研究了不同衬底对碳纳米管生长方式的影响。对碳纳米管的形貌和结构进行了观察研究,在介孔二氧化硅衬底上制备了取向生长的碳纳米管。碳纳米管具有很高的密度和纯度。研究了取向碳纳米管的Raman谱,分析了碳纳米管的Raman共振特性与其微观结构的关系。     

利用减秩因子分析法同时优化确定化学反应级数和速率常数

通过对反应过程中在线测得的动力学谱-光谱二维数据矩阵进行主成分分析，可确定化学反应过程存在的组分数。提出用优化动力学参数-减秩因子分析法解析二维数据矩阵，对未知动力学模型的复杂反应可同时优化求解第一步反应的级数和速率常数。模拟二维数据验证了该方法的可行性。该方法用于高锰酸钾氧化溴化钠的反应过程中测得的二维数据的解析，结果表明：高锰酸钾的还原过程符合0级反应模型。     

微波水热两步法合成高可见光响应Ag2S/ZnO及其光催化性能、机理

在不同的制备条件下,通过微波水热两步法获得了一系列Ag₂S/ZnO光催化剂,采用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)、扫描电子显微镜(SEM)和N₂吸附-脱附等测试手段对产物结构和形貌进行了表征。结果表明,产物以六方纤锌矿ZnO为主,其晶型结构并未随着反应温度和Ag₂S物质的量的增加而改变。Ag₂S的引入显著增强了光催化剂在可见光区的吸收,使吸收边带发生红移,同时抑制了ZnO(001)晶面的生长。另外,所得产物的形貌随着Ag₂S物质的量的增加从爆米花状转变为少量的柱体颗粒,且BET比表面积经过复合后明显减小。以罗丹明B为目标降解物,研究并比较了一系列Ag₂S/ZnO光催化剂对罗丹明B的光降解性能。结果表明,n_Ag2S/n_ZnO为1:10时,光催化剂在紫外光、可见光和模拟日光的照射下具有最好的光催化效果,优于目前应用最广泛的市售P25。另外,所制备的光催化材料Ag₂S/ZnO经4次循环使用后,其降解效率没有明显下降,表明该催化材料具有一定的光催化稳定性。经捕获实验研究发现,在Ag₂S/ZnO的光催化反应中空穴起主要作用,并根据绝对电负性估算了复合材料Ag₂S/ZnO的能带位置,据此提出了可能的光催化反应机理。     

“蛋黄-蛋壳”结构纳米反应器的设计、调控及在锂硫电池正极中的应用研究

锂硫电池具有理论能量密度高等优势,被认为是最有前景的一类新型二次电池.硫正极存在硫和硫化锂的导电性差、可溶性多硫化物的扩散/穿梭、循环过程中硫的体积膨胀以及氧化还原过程慢等问题,严重制约着电池的活性和循环稳定性.设计“蛋黄-蛋壳”结构纳米反应器应用于锂硫电池正极,可通过调控其“蛋黄”、“蛋壳”和“空腔”结构缓解充放电过程中电极的体积变化,为离子/电子输运提供快速通道,强化对多硫化物的吸附和催化转换作用等,进而提高电极的活性和循环性能,有利于推进锂硫电池的商业化进程.本文总结了“蛋黄-蛋壳”结构纳米反应器的设计和调控策略,包括单核-单壳、单核-多壳、多核-单壳以及多核-多壳等,并结合锂硫电池的工作特点和目前应用存在的问题,对未来发展前景进行了展望.