过渡金属掺杂的g-GaN吸附Cl2和CO气体分子的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算, 系统研究了类石墨烯氮化镓(g-GaN)和掺杂过渡金属原子(TM)的 g-GaN 对 Cl₂和CO气体分子的吸附行为。结果表明, Cl₂和 CO在本征 g-GaN上的吸附均为物理吸附, 2个体系的吸附能均为正值, 表明体系不稳定。相反, Cl₂和 CO在 Fe和 Co掺杂的 g-GaN上吸附时的吸附能为负值, 且吸附能较小, 表明吸附体系稳定。通过分析态密度、电荷密度差和能带结构等性质, 可以得出结论:过渡金属原子的引入能有效增强气体分子与 g-GaN之间的相互作用。     

砷掺杂的ZnO纳米线的发光特性

在GaAs基底上制备了高质量的直径为10～100 nm、长度约几个微米的As掺杂ZnO纳米线. 扫描电镜、EDX分析及透射电镜分析显示, ZnO纳米线具有较好的晶态结构. 对As掺杂前后的ZnO纳米线进行光学特性测量, 结果表明, ZnO纳米线在385 nm处有较强的紫外发光峰, 在505 nm左右有较弱的蓝绿发光峰; As掺杂较大地改变了ZnO纳米线的发光性质, 使本征发光峰移到393 nm处, 蓝绿发光强度有了很大程度的提高.     

氮硫共掺杂荧光碳点的光热效应研究

碳点具有合成简单、光学性能良好、生物相容性优异以及制备成本低廉等优点。本工作以柠檬酸为碳源,硫脲为氮源和硫源,用溶剂热法合成了氮硫共掺杂碳点。制备的碳点具有蓝色荧光,且展现出高的光热转换能力,其光热转换效率达40.86%,可同时作为光敏剂和光热剂使用。     

基于2T2D相关特征切谱掺杂牛奶判别

提出并建立一种基于2T2D相关特征切谱掺杂牛奶判别方法。制备两个品牌纯牛奶和掺杂三聚氰胺牛奶(0.02～2 mg·mL^-1)各80个样品,共160个,以浓度为外扰,构建同步2T2D相关红外谱,并在纯牛奶和三聚氰胺特征峰位置对同步谱进行切谱处理,得到每一个样品的特征切谱。分别基于2T2D相关特征切谱、同步谱和室温下一维中红外光谱建立两个品牌融合的掺杂牛奶判别模型。结果表明：所提出的2T2D相关特征切谱判别方法不仅压缩了数据,而且有效提取了特征信息,提高了判别准确率。     

三价铋离子掺杂发光材料研究进展

三价铋离子(Bi³⁺)是一种优良的发光材料激活剂和敏化剂,近年来得到了广泛研究。Bi³⁺离子发光易受晶体场强度的影响,在紫外和近紫外激发下可获得覆盖整个可见光区域的丰富发射颜色及近红外发光,因而受到广泛关注,同时相关发光材料在固态照明、显示、生物医学和光学传感方面显示出良好的应用前景。本综述总结了Bi³⁺的发光特点,重点阐述了几类Bi³⁺掺杂发光材料的研究进展,并详细介绍了其发光性质与晶体结构间的构-效关系。针对Bi³⁺掺杂发光材料的发光性能精准调控与优化的关键问题,本综述讨论了组分取代、能量传递、混合价态等设计策略诱导性能调控与优化的机理。最后,我们探讨了Bi³⁺掺杂发光材料研究未来的一些挑战和机遇,以期指导pc-LED应用中新型发光材料的开发。     

镍基合金掺杂W、Mo原子在γ/γ＇相界面扩散机理研究

运用基于密度泛函理论的第一性原理,研究掺杂W、Mo在镍基高温合金的沉淀强化γ′相分配差异的因素.通过VASP软件,建立γ′-Ni₃(Al_3/8Ti_5/8)相的体系模型,选取非等效位置的不同阵点,计算W、Mo原子在不同位置的替代形成能,分析W、Mo在γ′相的占位倾向;计算掺杂W、Mo原子前后,界面的吸附能,研究掺杂W、Mo对相界的影响;计算W、Mo原子从γ向γ′相扩散,获得W、Mo扩散的路径与势垒.结果表明,W、Mo的掺杂优先替代γ′-Ni₃(Al_3/8Ti_5/8)相5号Al原子,并提高相界的稳定性;分配的差异是W相比于Mo替代γ′相位置的Al原子更易形成空位,而γ相中的Ni原子较难形成空位,且逆扩散所需能量更多导致的.     

Cu掺杂β-Si3N4的力学性能和电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函的第一性原理方法研究了(Si_3-xCu_x)N₄(x=0,0.25,0.5,0.75,1)晶体的稳定性、力学性能和电子结构,分析了Cu掺杂对β-Si₃N₄力学性能的影响机制.结果表明,(Si_3-xCu_x)N₄为热力学稳定结构,Cu掺杂降低了β-Si₃N₄的稳定性.由弹性常数和Voigt-Reuss-Hill近似看出,(Si_3-xCu_x)N₄满足波恩力学稳定性判据,Cu掺杂使得β-Si₃N₄的体模量、剪切模量和杨氏模量降低,当x=0时,(Si_3-xCu_x)N₄的体模量、剪切模量和杨氏模量最大,分别为234.3 GPa、126.7 GPa和322.1 GPa.根据泊松比和G/B值判断出(...     

P掺杂煤沥青基多孔炭的制备及对废水中广谱抗生素的吸附性能

以煤沥青为碳源,一水合次亚磷酸钠为磷源,氧化镁为模板耦合KOH活化,采用一步法制备了多孔炭(CPC_x);并采用扫描电子显微镜、氮气吸附-脱附仪、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等对炭材料进行了表征,考察了CPC_x对土霉素和氯霉素的吸附性能.结果表明,当煤沥青与磷源的质量比为2∶1时,制得的CPC_2.0总比表面积和微孔比表面积分别为2739和2353 m²/g,平均孔径为3.78 nm;苯基吸收峰有所加深,出现新的P—O伸缩振动峰;碳材料表面的磷及磷构型中最稳定的C₃—P=O官能团含量分别达0.45%和37.7%(摩尔分数);Langmuir模型和拟二级动力学模型能更好地描述CPC_2.0对抗生素的吸附过程,CPC_2.0对土霉素和氯霉素的最大吸附容量分别为1780和1122 mg/g,表现出优异的吸附性能.     

UiO-66-NH2(Ce)复合材料对酸性橙7的吸附性能

采用溶剂热法制备Zr基金属有机骨架UiO-66-NH₂,将UiO-66-NH₂掺杂稀土金属铈(Ce)制备了一种复合金属有机骨架材料UiO-66-NH₂(Ce),对两种材料进行表征,并研究了UiO-66-NH₂(Ce)对阴离子染料酸性橙7(AO7)的吸附性能。结果表明,两种材料的形貌和官能团几乎一致,但UiO-66-NH₂(Ce)的比表面积(618.50 m²/g)和孔容(0.303 3 cm³/g)均明显大于UiO-66-NH₂;在pH 5.0、反应温度25℃、AO7初始质量浓度50 mg/L、反应时间60 min时,UiO-66-NH₂(Ce)对于AO7的吸附量为303.0 mg/g、吸附率为85.8%;UiO-66-NH₂(Ce)对AO7的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附过程符合Langmuir单分子层化学吸附模型,且吸附过程是吸热的、自发的;但因UiO-66-...     

氮掺杂中空碳球用于电催化合成H2O2

以SiO₂为模板、盐酸多巴胺为原料前驱体,通过自聚合和高温热解等步骤,制备了分级多孔的氮掺杂中空碳球(NHCS),并将其用于电催化氧还原反应合成H₂O₂。结果表明,NHCS电催化合成H₂O₂性能随着氮掺杂量的降低呈现先增加后减小的趋势,含有更高吡咯氮和石墨氮比例的碳材料表现出最优的电催化合成H₂O₂性能。采用旋转圆盘环盘电极(RRDE)测试时,NHCS催化氧还原反应(ORR)合成H₂O₂的选择性达到90%以上。在H型电解池中测试时,循环使用6 h时H₂O₂的累积量达到1 050 mg/L,法拉第效率保持在90%。NHCS优异的电化学性能主要归因于其多孔结构和氮掺杂：丰富的中空、分级多孔结构有利于H₂O₂快速扩散;合适的氮掺杂有利于催化剂活性和H₂O₂选择性的提升...