TixOy-Ti3C2隔膜改性材料在锂硫电池中的应用

利用一种TixOy-Ti3C2异质结构材料对电池隔膜进行改性,以有效地控制锂硫电池中存在的穿梭效应,并提高作为正极活性物质硫的利用率.利用简单的涂覆法将TixOy-Ti3C2修饰在PP隔膜表面,制备成复合隔膜.采用结构表征及电池性能测试对其进行研究.结果表明,相比较于常用的氧化石墨烯修饰的隔膜,经过TixOy-Ti3C...     

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.     

(Mg_3N_2)_2H_m(m=1～6)团簇的结构和光谱特性

运用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法在6-311G*基组水平上对(Mg3N2)2Hm(m=1~6)团簇的可能几何结构进行优化,预测了其最稳定结构,并对最稳定结构的振动特性及稳定性进行分析。结果表明:—NH和—NH2在团簇中保持完整性,团簇可以很好地描述晶体的储氢行为;(Mg3N2)2H2具有较好的稳定性。     

C2碳力学性质与电子结构的第一性原理研究

新型碳同素异形体的预报及其结构性质研究对设计新型超硬材料具有重要意义。基于第一性原理方法,报道了一种新型碳同素异形体C2碳。C2碳是一种正交晶系的晶体,晶体结构属于C222₁空间群。通过弹性常数计算分析了C2碳的力学稳定性;通过声子结构计算分析了C2碳的动力学稳定性;通过能带结构和态密度计算分析了C2碳的电子结构;通过强度和硬度性质计算分析了C2碳的力学性质。计算得到,C2碳具有1.875 eV的禁带宽度,硬度达到85.40 GPa,是一种兼具超硬特性及宽禁带半导体特性的碳同素异形体。     

C48异构分子稳定性的密度泛函方法理论研究

以富勒烯C48分子、花生壳状2C24聚合体、及C48非富勒烯分子为研究对象,采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G*水平上,计算了三种C48异构富勒烯分子的几何构型,电子结构,分子能量和偶极矩.根据计算结果,分析并比较了三种异构体分子的化学稳定性和物理化学特性.研究结果表明三种C48分子异构体的稳定顺序为:C48非富勒烯分子、C48富勒烯分子、花生壳状2C24聚合体.     

碳掺杂二氧化钛光催化性能的第一性原理研究

使用第一性原理方法,计算了C掺杂TiO2材料的缺陷结构与能量,分析了在不同晶体生长环境下C掺杂TiO2晶体中的缺陷稳定性变化规律。结果表明在氧化条件下C掺杂TiO2中缺陷将主要以CTi的形式存在,而在还原气氛下得到的C掺杂TiO2中材料中缺陷结构主要以CO形式存在。对材料态密度的分析表明,CO缺陷结构能够在价带顶附近产生合适的能级,导致材料具有优秀的光催化性能。     

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。     

二元合金小团簇Cu2Al3结构和稳定性的密度泛函研究

利用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/LANL2DZ水平上对含贵金属铜二元混合小团簇Cu2A l3的几何构型和稳定性进行了研究,研究表明该体系团簇有九种稳定结构,其基态构型为具有C2v(2B1)对称性的立体结构.计算了稳定结构的结合能、最高占据分子轨道能级和最低空分子轨道能级以及两者间的能隙差,并给出了稳定结构的红外光谱.     

镀铜CNTs/Ti3AlC2增强AZ91D复合材料的制备及机理研究

采用自蔓延高温合成法制备Ti_3AlC_2陶瓷粉体,对CNTs粉体、Ti_3AlC_2粉体进行化学镀铜,表面改性.以镀铜后的CNTs粉体、Ti_3AlC_2粉体为增强相,AZ91D粉末为基体,采用热压烧结法制备CNTs/Ti_3AlC_2/AZ91D复合材料.确定复合材料的最佳原料配比为:镀铜后的CNTs∶镀铜后的Ti_3AlC_2∶AZ91D=1∶25∶74,热压烧结的最佳工艺参数为:压力为35MPa,烧结温度为500℃.测试了复合材料的各项性能,随着CNTs粉体含量的增加,复合材料的密度逐渐减小,硬度先增加后减小.复合材料的力学性能:弯曲强度为342 MPa、压缩强度为427MPa、剪切强度为119MPa,复合材料拉伸强度提高了25.52%,屈服强度提高了122.46%,延伸率提高了33.54%.并分析了影响复合材料性能的U相生成机制、位错强化机制、载荷强化机制等机理.     

碳硼烷(C2B10H11)2稳定性的从头算研究

对两种不同构型的(C2B10H11)2(分别为D5h和D5d对称性)进行了几何优化计算．从总能量,HOMO-LUMO能隙,原子净电荷,以及键长等数据,讨论和比较了它们的稳定性．结果表明：交叉式的D5d构型稳定,二聚体中上下笼是以C-C单键相连接的．     

Sr5（PO4）3C1：Tb3＋，Tm3＋的制备及Tm3＋对发光性能的影响

采用溶胶一凝胶法合成Sr5（PO4）3C1：Tb3＋,Tm3＋荧光粉,研究了煅烧温度、敏化剂的加入对材料发光性能的影响．结果表明：适量掺杂Tb3＋,Tm3＋后,基质的晶格结构并未发生变化,煅烧温度1250℃为最佳温度,敏化剂的加入较大的提高了荧光粉的发光强度．     

具有特殊晶面立方体Cu2O/C3N4中空管的制备及其光催化性能研究

通过湿化学法将具有特殊晶面的立方体Cu2O原位生长在C3N4管上,得到了Cu2O/C3N4异质结.利用立方体Cu2 O的高稳定面(100)晶面改善Cu2 O的稳定性,再利用C3 N4的光催化作用共同促进光催化活性.具有特殊晶面的Cu2 O纳米颗粒尺寸较小(约300 nm),并且具有较大的比表面积,同时也增大了Cu2O/...     

CunGa(n=1-3)二元合金小团簇结构和稳定性的密度泛函研究

采用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/LANL2DZ水平上对CunGa(n=1-3)二元合金小团簇各种可能的构型进行几何优化,预测了各团簇的稳定结构.并对基态结构进行了研究,计算了平均结合能、最高占据轨道能级和最低空轨道能级以及两者间的能隙.结果表明CunGa(n=1-3) 团簇不易失去电子,掺杂Ga原子后使得团簇更稳定,其中Cu3Ga团簇稳定性较强,化学活性较弱.     

Co_2FeGa/BaTiO_3多铁隧道结中磁电耦合效应的第一性原理研究

利用第一性原理研究了Co_2FeGa/BaTiO_3多铁隧道结(MFTJ)中的磁电耦合效应,以及中间势垒层BaTiO_3(BTO)的铁电临界尺寸,构建了FeGa/TiO_2与Co_2/TiO_2两种对称性界面结构的多铁隧道结模型.结果表明,FeGa/TiO_2与Co_2/TiO_2界面模型的铁电临界尺寸分别是4个和2个BTO单胞.此外,发现磁电耦合效应主要是由界面原子上磁矩的差异导致的,它们对多铁隧道结中BTO的极化非常敏感,而且这种耦合还与界面相关原子的电子杂化程度有关.另外,不同界面模型磁电耦合强度也是不一样的,Co_2/TiO_2界面模型多铁隧道结的磁电耦合系数要远大于FeGa/TiO_2界面模型多铁隧道结的磁电耦合系数.采用半金属Heusler合金电极的多铁隧道结有望为纳电子器件和自旋电子器件的应用提供新的方法.     

2，5-二(2-羟基苯基)吡嗪及其单取代衍生物的结构及非线性光学性质的PM3方法研究

运用量子化学有限场FF/PM3方法,对2,5-二(2-羟基苯基)吡嗪及其单取代衍生物的能量、结构、非线性光学系数进行了分析,结果表明2,5-二(2-羟基苯基)吡嗪分子中其中一个羟基的对位被取代后体系变得更加稳定,其单取代衍生物均为准平面结构,且具有较好的非线性光学性质,尤其是二阶非线性光学性质,这类化合物可能成为一类良好的光学材料。     

压力对金属化合物Mg_2Si光学性能影响的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了压力对Mg_2Si光学性质的影响。计算结果表明,0GPa压力环境下,其晶格参数与试验值吻合较好。同时,进一步计算分析了在0～40GPa高压作用下Mg_2Si的折射率、反射率、吸收系数、能量损失函数和光电导率的变化情况。结果表明,压力可以有效调制Mg_2Si的电子结构并改变其光学性能。