V2NO2/TiSi2N4异质结界面性质调控的理论研究

使用第一性原理计算研究了外加电场对V₂NO₂/TiSi₂N₄异质结构接触类型和肖特基势垒的调控．计算结果表明,外电场可以有效地调控V₂NO₂/TiSi₂N₄肖特基势垒的高度及其异质结的接触类型．正负向外电场均能实现V₂NO₂/TiSi₂N₄异质结构p型与n型肖特基接触之间的动态转化．此项工作为基于TiSi₂N₄半导体的肖特基功能器件及场效应晶体管的应用提供理论基础．     

外电场调控V2NO2/MoGe2N4异质结界面性质的第一性原理

采用第一性原理计算系统地研究V₂NO₂和Mo Ge₂N₄的基础性质,及其异质结界面的电场响应特性．V₂NO₂具有类金属特性,Mo Ge₂N₄为间接带隙半导体特性．两种结构搭建的异质结具有六种不同堆叠方式,全部构型进行优化并选用了最低能量构型进行电场响应特性分析．V₂NO₂/Mo Ge₂N₄异质结构的界面相互作用为范德瓦尔斯相互作用,两种结构在异质结中良好地保持了自己的本征性质．在外电场的调控下,V₂NO₂/Mo Ge₂N₄异质结可以在p型肖特基接触和欧姆接触之间转换．结果表明,V₂NO₂/Mo Ge₂N₄是可调的金属/半导体接触．     

Si3N4基陶瓷刀具切削45钢切削参数优化

【目的】Si₃N₄基陶瓷刀具被广泛应用于难切削材料的连续或间歇切削，研究陶瓷刀具的角度和切削用量对分析Si₃N₄基陶瓷刀具切削性能的影响规律及优化切削参数选择具有重要意义。【方法】通过正交仿真试验来研究Si₃N₄基陶瓷刀具切削45钢时应力场和温度场变化，确定Si₃N₄基陶瓷刀具切削45钢时刀具角度和切削用量。【结果】刀具前角选择1°和-3°，主偏角选择30°和45°，后角选择0°和5°，刀具刃倾角选择-2°和0°。【结论】刀具角度优化选择前角γ₀=-1°、后角α₀=0°、刃倾角λ_s=-2°、主偏角K_r=30°。切削用量推荐参数为切削速度v为100-150 m/min、切削深度a_p=0.15 mm、进给量f=0.15 mm/r。     

密度泛函理论计算氢氧化镁与纤维二糖和重金属离子相互作用

纳米复合材料的界面作用在分离和提纯科学中占有重要地位,对其本质的理解是指导实验合成、解析构效关系和开发新应用的重要突破点之一。然而,复合材料的结构（特别是界面局域结构）相当复杂,且界面和活性位点附近经常有难于被现有实验技术检测到的氢键参与。基于此,使用基于平面波周期性密度泛函理论计算了不同层数的氢氧化镁(Mg（OH）₂)材料结构,及其对纤维二糖的吸附性质。得到的平均吸附能为-0.29～-0.35 eV,在报道的氢键强度范围内。进一步结合Bader电荷、电荷密度差分和电子结构分析,指认界面耦合作用为氢键本质。基于三层Mg（OH）₂基质模型,发现去除高毒性Cd²⁺和吸附放射性UO₂²⁺的反应在热力学上是可行的,并把它们分别归属为离子交换和外配位壳层吸附机理。     

Al2O3掺杂N型赝三元半导体复合材料的微观结构与热电性能

采用机械合金化方法制备N型赝三元半导体热电材料，经500℃高温烧结后，与纳米Al₂O₃粉体充分混合，在200℃下热压成型得到N型Al₂O₃-（Bi₂Te₃）_0.9（Sb₂Te₃）_0.05（Sb₂Se₃）_0.05复合块体热电材料.微观结构分析和热电性能测试结果表明，高温烧结后材料的结晶度变高；随Al₂O₃掺杂浓度的增高，材料的电导率和热导率逐渐减小，而Seebeck系数几乎不变.在Al₂O₃掺杂浓度为0.5 wt%时，热电优值达到2.05×10^-3 K^-1.     

MnFe2O4/CNTs/GA光催化材料的制备及其类Fenton催化性能

采用低温共沉淀法制备了铁酸锰(MnFe₂O₄)纳米颗粒,水热法合成了碳纳米管(Carbon nanotubes, CNTs)、MnFe₂O₄共掺杂石墨烯气凝胶(Graphene aerogel, GA)的MnFe₂O₄/CNTs/GA复合光催化材料。同时,采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy, SEM)、N₂吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectoscopy, FT-IR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)等技术对催化剂的晶体结构、微观形貌、孔结构和元素价态等进行了表征。催化降解实验结果表明,水热反应温度为180℃时制备的MnFe₂O₄/CNTs/GA催化剂光催化活性最佳,类...     

超级电容器用NiCo2S4电极材料研究进展

二元过渡金属硫化物Ni Co₂S₄是典型的超级电容器电极材料,近年来被深入研究．综述了Ni Co₂S₄作为超级电容器电极材料的制备方法,以Ni Co₂S₄为基体制备复合电极材料的相关研究以及Ni Co₂S₄电极材料的不同形貌对其性能的影响,并对其发展前景进行了展望．     

[Zn（en）2]3[V10O28]·6H2O的合成、结构及表征

利用水热技术合成了以V₁₀O₂₈型同多钒酸盐为基本建筑单元、过渡金属锌化合物修饰的新型多金属氧酸盐,通过元素分析和TG分析,确定其化学式为:[Zn（en）₂]₃[V₁₀O₂₈]·6H₂O（1）,利用IR和X-射线单晶衍射对合成配合物进行了结构表征.化合物1为Monoclinic晶系,P2（1）/c空间群,晶胞参数为:a=12.9266（6）,b=11.7875（5）,c=16.6458（7）,α=90,β=109.3860（10）,γ=90,V=2392.56（18）,R₁=0.0497,wR₂=0.1227.     

Cr3C2S2单层储锂性能的第一性原理研究

锂离子电池具有体积小、无污染、能量密度高、循环寿命长等特点,被广泛应用于消费电子设备领域.近期研究表明,S官能化的MXenes在锂离子电池电极材料的领域中展现出了巨大的应用潜力,采用密度泛函理论研究了Cr₃C₂S₂单层的结构特点及其储锂性能.结果表明,Cr₃C₂S₂单层不仅结构稳定,并且展现出良好的导电特性,其官能化表面与锂离子之间有着较强的相互作用,且基底在吸附双层的锂离子时吸附能为负值,这表明Cr₃C₂S₂单层能够实现较好的锂离子存储.该研究为锂离子电池阳极材料的选择上提供了一个新的备选材料.     

掺杂SiC晶须的Yb2Si2O7环境障涂层的制备及性能

以 SiC 晶须作为增强相,增加 Yb₂Si₂O₇环境障涂层(EBC)的使用寿命．采用喷雾造粒和真空煅烧法制备改性和未改性纳米结构粉体,利用大气等离子喷涂的方法制备了掺杂 SiC 晶须的Yb₂Si₂O₇涂层和未改性涂层,采用 XRD,SEM 等表征方法对粉体及涂层的形貌、相组成和抗热震性能进行了分析．结果表明,掺杂晶须的 Yb₂Si₂O₇涂层的抗热震性优于未改性涂层,涂层中存在晶须增韧的迹象,表明 SiC 晶须在一定程度上能有效提高涂层的使用寿命．     

ZnAl-LDH/Al(OH)3复合材料的制备及其对废水中Pb2+的去除性能

利用共沉淀法，以Zn(NO₃)₂和Al(NO₃)₃为原料成功制备了锌铝复合材料ZnAl-LDH/Al(OH)₃(标记为ZAL/AH),采用SEM表征了ZAL/AH的形貌，利用FT-IR、XPS和XRD分析了样品的结构及组成。结果表明，所制备的ZAL/AH为片状结构，相组成受投料比的影响。其中，ZAL/AH-1具有高的比表面积，达到82.7 m²·g^-1。同时，利用所制备的复合材料ZAL/AH对水中的Pb²⁺离子进行了吸附实验，ZAL/AH-1对Pb²⁺的去除率能够达到95%。对吸附结果进行了吸附动力学、Freundlich和Langmuir模型拟合，Langmuir拟合计算得到的最大吸附量为143.3 mg·g^-1。     

改性溶胶包覆法制备聚苯胺/TiO2-Fe3O4纳米复合物及吸波性能研究

通过改性溶胶法制备了Fe3O4纳米粒子均匀弥散于TiO2中的TiO2-Fe3O4二元纳米复合物,再在不同pH条件下原位聚合生长聚苯胺(PAn),获得了三元包覆纳米复合物PAn/TiO2-Fe3O4.采用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、粉末X-射线衍射(XRD)及电磁测量等手段对TiO2-Fe3O4和PAn/TiO2-Fe3O4的形貌、结构及性能进行了表征.实验结果表明,通过调节TiO2溶胶形成及包覆过程温度、介质pH值,能获得Fe3O4纳米粒子均匀弥散于TiO2中的二元纳米复合物,且其中TiO2为锐钛矿结构,Fe3O4为立方晶系,而形成的三元复合物PAn/TiO2-Fe3O4则呈现微米纤维结构.当三元复合物中Fe3O4和TiO2的的质量分数分别为6.4%和15.8%时,PAn/TiO2-Fe3O4在13.6 GHz处具有最大的反射损耗-36.4 dB,小于-10 dB的吸收带宽达到4.4 GHz,具有良好的吸波性能.     

三元体系MgSO4–MgB4O7–H2O在308.15 K稳定相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了MgSO₄–MgB₄O₇–H₂O体系在308.15 K时的稳定相平衡,测定其溶解度及物化性质(pH,密度,粘度和折光率),并根据试验数据绘制稳定相图及物化性质-组成图。研究结果表明：该体系为水合物I型,无复盐及固溶体形成;相图中有1个共饱点,2个单盐结晶区。平衡液相中MgSO₄对MgB₄O₇有较强的盐溶作用。同时,章氏硼镁石(MgB₄O₇·9H₂O)在该体系308.15 K时容易转化为多水硼镁石(Mg₂B₆O₁₁·15H₂O),但随着MgSO₄含量的不断增大,可抑制章氏硼镁石向多水硼镁石的转化。最后,采用经验公式对密度和折光率进行了关联,计算值和试验值吻合较好。     

分级结构SnO2在气体传感器中的研究进展

SnO₂由于具有制备方法简单、来源广泛、优异的n型半导体特性,被认为是制造气体传感器的理想候选材料。通过调整形态和改性对SnO₂基气体传感器的发展至关重要。由低维结构单元构筑的三维(3D)分级结构SnO₂基气体传感器取得了一定的成果。笔者简要综述了分级结构SnO₂的可控合成和改性方法,为制造新型高性能SnO₂基气体传感器提供新的思路和见解。     

PbO-Nb2O5系化合物的X线研究及声光性质预测

本文对PbO-Nb₂O₅系化合物进行了粉末X线研究,比重测量和声光性质预测.X线分析证实Roth所发表的此系中六种化合物的存在.精确测得了P₃N和P₅N₂的晶胞参数和粉末衍射数据.发现组成为P₅N₂的PbO、Nb₂O₅混合物在900℃~1150℃间出现P₃N中间相.指出系中PbO含量较高的P₃N、P₅N₂、P₂N和P₃N₂均具有较高的声光优值,有希望作为新的声光材料.     

β分子筛负载SO42-/Fe2O3催化合成尼泊金丁酯

以实验室自制的β分子筛负载SO₄^2-/Fe₂O₃固体酸作催化剂，不加有毒带水剂，催化合成了尼泊金丁酯．考查了催化剂用量、醇酸摩尔比、反应时间等对尼泊金丁酯的酯化率的影响．结果表明，β分子筛负载SO₄^2-/Fe₂O₃固体酸具有超强酸性，对尼泊金丁酯具有较好的催化性能，适宜的反应条件为：n_酸∶n_醇=1.0∶1.2，催化剂用量为对羟基苯甲酸的10%，反应时间3 h，对羟基苯甲酸的转化率达92%以上．     

基于Y2O3∶Tm3+, Eu3+荧光粉FIR线性变化的光学温度传感特性研究

以尿素为沉淀剂,采用均相沉淀法制备了Tm³⁺、Eu³⁺共掺杂的Y₂O₃荧光粉.X射线衍射仪表明样品为体心立方结构,扫描电子显微镜观测到亚微米级球形颗粒.测得了样品的温度依赖性发射光谱,发现Eu³⁺表现出正常的热猝灭趋势,而Tm³⁺有缓慢的热增强现象.随着温度变化,Tm³⁺和Eu³⁺的荧光强度比(FIR)呈现线性上升趋势,可用于温度的表征.样品的最大相对灵敏度(S_r)为0.423%K^-1(303 K).温度循环测试表明,Tm³⁺和Eu³⁺的FIR具有良好的可重复性,适用于温度传感领域.     

碳包覆Li3V2(PO4)3正极材料的制备及性质

采用碳热还原法制备了表面碳包覆Li₃V₂(PO₄)₃材料,通过XRD和SEM对材料的结构及形貌进行分析．XRD结果表明,制备的样品衍射峰主相属于P21/n空间群,材料包覆的碳可能是以非晶态形式存在的．SEM结果表明,晶粒的尺寸并不均一,但无明显的团聚现象．电化学结果表明,材料首次放电比容量为121 mAh/g,50次循环后放电比容量为119.5 mAh/g,容量衰减仅为1.5mAh/g,材料的循环稳定性非常好,在每一电流密度下的电池容量保持率均可达到99%,并且整个循环过程中的库伦效率可以保持在100%左右,材料还具有良好的倍率性能．     

掺杂多晶n-TiO2光阳极光谱响应的扩展

用热氧化法将钛片在空气中于650~700℃加热3小时后可制得掺杂多晶n-TiO₂金红石型薄膜光阳极.钛片先用掺杂元素的硝酸盐正丁醇溶液浸涂,然后在氢气流中活化.掺杂元素分别为Al、Y、Cr、Fe、Zn、Cd、La、Ce、Nd、La-Cr及Y-Cr.同时掺入La-Cr或Y-Cr可以达到既能提高其量子效率又可扩展其光谱响应至可见光区的目的.其中以TiO₂/Y-Cr的效果最佳.本文用d-能带解释了扩展光谱响应的机理.     

柔性Ti3C2Tx薄膜电极的制备及其电化学性能

二维过渡金属碳化物(MXene)是一种性能优异的电极材料．其中，碳化钛(Ti₃C₂T_x)具有较高的金属导电性、高电容性和良好的力学性能，是超级电容器电极的理想候选材料．通过可控且简单的策略制备出独立的柔性Ti₃C₂T_x薄膜电极，采用简单的水热法在Ti3AlC2粉末中选择性蚀刻Al制备Ti₃C₂T_x薄膜，并在三电极系统中测试其超级电容器性能．在电流密度为5 A·g^-1时，Ti₃C₂T_x薄膜电极具有376.3 F·g^-1的高比电容，当电流密度为50 A·g^-1时，其比电容仍保持283.5F·g^-1，具有良好的倍率性能．结果表明，Ti₃C₂T_x薄膜可作为一种优秀的高性能超级电容器电...