加弧辉光离子渗镀技术

介绍了加弧辉光离子渗镀技术的基本原理、几年来在基础研究方面取得的一些成果、在开展应用研究方面取得的新进展 ,以及本技术的延伸与扩展 .研究表明该技术可以在普通碳钢、钛合金表面形成各种金属及合金的渗层、镀层、渗镀结合层 ,也可以在其表面合成各种金属碳氮化合物薄膜 ,达到提高表面耐磨、抗蚀、抗高温氧化性能的目的     

碳基二维晶体材料的研究进展

石墨烯是由sp2杂化的碳原子紧密排列而形成的蜂窝状二维层状晶体,具有众多奇异的电子、热、机械及光学等特性和广泛的应用前景.近年来,受到石墨烯研究的启示,新型二维层状晶体如六方氮化硼、过渡金属硫族化合物以及硅烯等受到越来越多的关注,正成为国际学术界的研究热点.本文简明地评述了碳基二维晶体材料研究的历史及现状,特别是石墨烯和硼、氮杂化石墨烯的研究进展,最后对碳基二维新材料的研究发展趋势进行了展望.     

碳化钽（TaC）和氮化钽（TaN）的价电子结构

利用固体与分子经验电子理论计算了过渡族金属钽之碳化物和氮化物的价电子结构．分析结果表明,构成两种化合物的化学键除主要含共价性成分外,也含有金属性和离子性成分．为了定量描述两种化合物中共价键的强弱,将经验电子论的计算结果引入了一种被称为PVL的价键理论模型,从而获得了这些化合物的离子性信息．两种化合物离子性均很低,说明共价性都很强．但由于TaC的离子性要比TaN的更低,且前者最强键上的共价电子对数也比后者多,所以可以推断TaC的共价键强于TaN的共价键．计算结果与他人从第一性原理计算结果所推测出的结论一致．这对系统地建立过渡族金属碳氮化合物微观电子结构信息与宏观物理机械性能之间的关系具有重要的意义．     

相图计算及其在无铅焊接材料中的应用

随着Sn-Pb焊接材料在电子工业中的应用限制,无铅焊接材料的设计与开发已经是电子封装领域的重要课题.相图计算方法(CALPHAD)作为一种科学研究方法也越来越多的应用到材料的设计开发和工艺研究方面.相图计算主要是依据实验数据,建立热力学模型,根据Gibbs自由能最小原理计算相平衡.主要介绍了相图计算原理,以及根据已经评估的热力学数据,相图计算方法在无铅焊接材料的设计开发、焊接过程的界面反应、焊接凝固模拟等方面的应用.     

二维改性碳基材料用于高效光催化产氢

二维碳基材料,因导电性强、比表面积大、成本低廉等诸多优势,被广泛应用于光/电催化等新兴领域,尤其是光催化裂解水产氢技术,普遍被认为是解决当前能源短缺和环境污染问题的有效途径之一。虽然,近年来关于二维碳基材料在光催化产氢领域的研究层出不穷,但其固有的光生电子/空穴分离效率低、还原/氧化能力弱、界面传输速率慢等问题仍亟待解决。因此,如何显著增加二维碳基材料表面催化活性位点密度,提高其在光催化产氢过程中的电子传输速率和稳定性,具有重要的现实意义。以石墨炔(GDY)、氮化碳(C₃N₄)、共价有机框架化合物(COF)、过渡金属碳/氮化合物(MXenes)四种典型的二维碳基材料为研究对象,系统总结了掺杂/空位缺陷和异质结构建两种改性策略对二维碳基材料物理化学性质的影响关系,并深入剖析了其光催化产氢活性增强机制。最后,还对新型二维改性碳基材料的发展和挑战提出了展望,为高性能光催化产氢材料的设计、制备和应用提供理论指导。     

2020年山东省自然科学二等奖项目简介

正基于碳材料在储能器件中的广泛应用以及存在的各种问题,构筑了碳与金属/金属化合物或者碳与有机小分子/聚合物复合的二元、三元和多元电极材料,利用不同组分之间的协同作用,借助理论计算,系统地研究了复合电极材料的结构、电子传输机制及其对储能器件性能的影响,厘清了碳基复合电极材料内在结构与储能器件性能之间的构效关系,为高性能储能器件关键材料的研发和工业化应用提供了理论指导和技术支持。     

染料敏化太阳能电池过渡金属氮化物对电极研究进展

对电极作为染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells, DSSCs)的核心部分之一,其材料的价格、性能和制备方法直接影响DSSCs的发展和应用.DSSCs常用Pt对电极价格昂贵,因此寻找低成本高性能的催化材料代替Pt对电极是降低DSSCs成本的有效途径之一.过渡金属氮化物的电子结构与Pt相似,具有高的催化活性和耐腐蚀性,价格低廉,使其具有广阔的应用前景.文章综述了利用载体与过渡金属氮化物的协同作用或将过渡金属氮化物制备成独特的纳米结构(纳米管和高度有序的阵列等)来解决过渡金属氮化物易团聚和大规模的物质运输受限制等问题.最后提出,开发双组元或多组元过渡金属氮化物和柔性过渡金属氮化物对电极可以作为未来发展方向.     

二元/多元组分协同构筑高性能碳基复合电极材料及构效关系

基于碳材料在储能器件中的广泛应用以及存在的各种问题,构筑了碳与金属/金属化合物或者碳与有机小分子/聚合物复合的二元、三元和多元电极材料,利用不同组分之间的协同作用,借助理论计算,系统地研究了复合电极材料的结构、电子传输机制及其对储能器件性能的影响,厘清了碳基复合电极材料内在结构与储能器件性能之间的构效关系,为高性能储能...     

金属茂配合物的研究与应用

综述了环戊二烯类过渡金属配合物的合成、结构及其在生物医药、光电功能材料、工业催化等方面的应用和最新研究进展。     

MXene及其金属复合物在光催化方面的研究进展

近年来,二维(2D)过渡金属碳化物/氮化物(MXene)一直是热门研究领域.MXene最早来源于层状三元碳/氮化物(MAX相)材料的剥离.最初合成的MXene材料是多层的,随着研究的深入,研究人员研发出了制备单层MXene的方法.MXene材料的合成方法不断更新和改进,旨在获得更高质量的MXene材料,并探索其在光催化等领域的应用.由于MXene材料本身的局限性,使其在应用方面有待提高.而贵金属MXene复合材料作为稳定、高效、高活性的催化剂显现出良好的性能.因此,研究者期望将贵金属结合到MXene体系从而应用于实际.本文简要介绍了MXene的相关应用,主要综述了MXene及贵金属MXene复合材料在光催化领域的应用.同时综述了运用多种方法将贵金属负载在MXene材料上的简便合成策略,并对MXene的研究现状、应用方向和未来发展进行了探讨.     

新型超硬单斜硼氮化合物的理论设计

超硬材料的典型代表氮化硼在工业领域的广泛应用一直备受人们关注.本研究以M-碳结构为基础,利用第一性原理计算,设计了三种空间群为Cm的超硬单斜硼氮化合物(命名分别为Cm-BN-1、Cm-BN-2和Cm-BN-3).声子谱计算显示,Cm-BN-1和Cm-BN-2动力学稳定,Cm-BN-3动力学不稳定.态密度计算显示,Cm-BN-1和CmBN-2为直接带隙半导体,带隙宽度分别为2.69和3.90 e V.计算结果也显示,Cm-BN-1和Cm-BN-2两种结构具有高的体积模量,分别为357.51和361.75 GPa,呈现出不可压缩性能,以及维氏硬度分别为58.0和60.4 GPa的超硬性能.     

含硫碳硼烷配位的后过渡金属有机化合物及其合成

有机金属含硫族化学是现代无机化学和配位化学研究中的重要研究领域之一,它充分展示了硫族元素和金属中心配位的多样性.综述了各类含硫碳硼烷配体的制备及其与后过渡金属化合物(主要包括第九、十和十一族金属)之间的反应性,且对相应的金属有机化合物在金属—金属成键、小分子活化和生物医学等方面的应用作了简要介绍.     

浅析汽车涂装新技术与新材料

随着汽车工业的不断发展和越来越多新技术在汽车工业的应用,汽车涂装技术在材料和技术方面都有了明显的进步,很多新材料和新技术陆续投入到生产应用当中来。本文的研究旨在对当前出现的一些汽车涂装新技术与新材料进行阐述和介绍,并对各种材料和技术的特点进行总结。研究表明,节能环保材料和技术将是未来相当长一段时期内汽车涂装工业发展的重点方向。     

碳基材料在电化学传感中的研究进展

电化学传感器具有简单、分析时间短、成本低、灵敏度高等优点,在环境分析和药物分析中越来越受重视.各种纳米材料和信号放大策略已被制备并用于电化学传感器的构建材料,如金纳米颗粒、双金属纳米颗粒、功能化石墨烯、碳纳米管、石墨烯量子点和金属有机框架.碳基材料具有优异的性能,包括丰富的孔结构、高比表面积、可调的表面功能性、良好的、导电性、易于化学功能化,在电化学传感领域显示出广阔的应用前景.该文具体阐述了碳基材料的性质、结构和合成,讨论了碳基及复合材料在电化学传感中的应用,有效的提高了灵敏度,最后对碳基材料面临的挑战和未来发展进行了展望.     

纯碳链与过渡金属的螯合化学

碳-金属键的形成与断裂是金属有机化学的核心问题,也是金属参与各种有机化学反应的关键步骤.然而,传统的金属有机化合物多数不稳定且合成条件苛刻,制约了碳-金属键构建的相关研究.近10多年来,夏海平团队始终致力于在一个金属中心上构筑尽可能多的碳-金属σ键,发现了一系列全新的芳香性金属杂环结构基元,逐步建立了"碳龙化学".本文主要对一系列含2～5个碳-金属σ键的金属杂环化合物进行综述.     

铬(Ⅲ)的2—水杨醛基亚胺基酚络合物的合成及表征

引言过渡金属有机络合物的合成、性质及其应用的研究越来越引起人们的极大兴趣.因为这类络合物对有机反应的催化作用、生物过程的模拟、磁交换作用等方面具有重要的意义.尤其是Schiff碱过渡金属络合物具有很好的生物活性-有逆吸氧的能力,因而可以用作氧载体.目前,以2-水杨醛基亚胺基酚作配体的络合物报道还不多.本文所     

多氮含能材料的研究概述

对国内外多氮含能化合物的研究以及应用进行了综述,介绍了多氮含能化合物中具有代表性的全氮含能化合物、叠氮含能化合物及高氮含能化合物在实验和理论研究方面的进展,评价了一些可以作为含能材料候选物的多氮化合物的理化性能,为此类化合物的分子设计提供了参考.     

新型碳氮合金化自保护硬面药芯焊丝

研制了一种碳氮合金化自保护硬面药芯焊丝,探讨了碳氮合金化硬面药芯焊丝堆焊层金属中的碳氮化物质点作用,对碳氮合金化堆焊层金属及450～650℃不同热处理温度下的硬度、金属显微组织和微区化学成分以及耐磨损性能进行了分析.结果表明:碳氮合金化自保护硬面药芯焊丝堆焊层金属中的第二相质点为Cr,Ti,V和Nb的碳氮化合物的复合物,这些化合物对堆焊层硬面金属起到析出强化的作用;弥散均匀分布的细小碳氮化物质点可使碳氮合金化硬面金属具有良好的耐磨粒磨损性能.     

钴掺杂含氮碳气凝胶的制备及性能研究

以三聚氰胺、甲醛为原料,钴盐为金属前驱体,采用溶胶-凝胶法制备氮掺杂的有机气凝胶及含过渡金属的氮掺杂气凝胶,并通过高温炭化得到钴掺杂含氮碳氧还原电催化材料.在酸性介质中,通过旋转环盘电极研究金属复合的氮掺杂炭气凝胶的电化学氧还原活性.     

多金属MOF衍生多孔碳微波吸收性能研究进展

在对单金属MOF衍生多孔碳微波吸收性能研究进展的基础上进行了拓展,继续研究了多金属MOF衍生多孔碳材料做微波吸收材料的吸波原理和相较于单金属MOF衍生多孔碳的优势。分别从双磁性金属MOF多孔碳、单磁性金属MOF多孔碳和三金属MOF多孔碳3个方面论述了其研究进展。综合上述进展分析了多金属MOF衍生多孔碳做吸波材料存在的问题并对其未来发展方向做出了展望和预测。