密度泛函理论的电负性与氧化物超导性的关系

研究了稀土氧化物与元素电负性之间的关系。用电负性均衡值Xcq作为稀土氧化物超导电性新的判据依据,并用均方根公式确定稀土氧化物中元素电负性的均衡值Xcq集中在4.537~6.571,而电负性的均衡值在此范围之外的稀土氧化物都不具有超导性。     

热解-模板法制备石墨烯的分子动力学模拟探究

提出一种以废弃塑料热解产物为碳源,以石墨微片为模板,通过石墨微片的生长来制备石墨烯的设想。为了探索该设想的可行性和反应机理,以聚乙烯为例,采用反应分子动力学模拟方法从原子尺度对热解-模板法制备石墨烯的过程进行了研究。结果表明,在一定的温度条件下,聚乙烯分解产生具有高反应活性的乙烯基自由基和甲基自由基,这些自由基在降温过程中会接枝到石墨微片的边缘从而生长石墨烯。这说明以废弃塑料为碳源,加热分解后在石墨微片上生长石墨烯的设想具有可行性。分析了加热时间、冷却时间等条件对石墨烯生长过程的影响,可为实验制备石墨烯提供理论指导和参考。     

声子输运模型预测石墨烯与基体之间界面热导

界面热导随着微纳米结构、器件的日益微型化而对内部热输运起着主导作用。本文采用扩散失配模型和非弹性散射模型从理论上预测了石墨烯与Si基体之间的声子透射系数和界面热导,并用声子输运理论进行了分析。声子透射系数和界面热导都随着温度的升高而增大,由于被激发的声子模式达到饱和,二者在高温时逐渐收敛。非弹性散射作用为声子透射提供了额外的通道,导致声子透射系数和界面导热能力的提升。     

石墨烯在光电器件中的应用

 讨论了近年来石墨烯在太阳能电池、有机发光二极管以及场致发射器件方面的应用研究。石墨烯是碳的同素异形体的一种,是二维的薄膜材料,具有独特的导电特性及机械弯曲性能,可以作为太阳能电池、有机发光器件的柔性电极;石墨烯与有机聚合物材料复合可以形成大的给体受体界面,有利于太阳能电池中激子的扩散速率、载流子迁移率的提高,可以作为有机太阳能电池的电子受体材料;石墨烯具有一维尖锐的刀口状边缘,具有大的电场增强系数,同时由于石墨烯自身的良好导电能力,可以作为场致发射器件中的电子传导与电场发射材料。石墨烯在光电器件中应用的深入研究有望突破目前光电技术的发展瓶颈,是一个极具前景的新研究领域。     

石墨烯纤维研究进展

 石墨烯具有独特的电学和力学等性能。宏观的石墨烯纤维由纳米级的石墨烯组装而成,其集成了微观石墨烯的突出性能,因而不仅具有常规纤维的柔韧性可用于纺织物,同时具有轻质、可成型加工及易于功能化等显著优势。概述了石墨烯纤维研究方面的最新进展,包括其可控制备技术、功能化及其在柔性纤维器件如驱动器、机器人、光伏电池、电容器等方面的应用。     

氧化石墨烯对水溶液中中性红的吸附行为

研究了氧化石墨烯(GO)对水溶液中染料中性红的吸附性能.考察了GO浓度、吸附时间等因素对吸附效果的影响,探究了动力学及热力学吸附规律.结果表明,GO对中性红具有显著、快速的去除能力,最大饱和吸附量可达到约900 mg/g,该吸附过程可用准二级吸附速率方程进行描述.不同温度下的热力学参数研究表明GO对中性红的吸附过程符合Langmuir等温吸附方程式,是一个自发、放热、熵增的过程.     

Effects of sintering atmosphere on the physical and mechanical properties of modified BOF slag glass

This study proposes an efficient way to utilize all the chemical components of the basic oxygen furnace (BOF) slag to prepare high value-added glass-ceramics. A molten modified BOF slag was converted from the melting BOF slag by reducing it and separating out iron component in it, and the modified BOF slag was then quenched in water to form glasses with different basicities. The glasses were subsequently sintered in the temperature range of 600–1000℃ in air or nitrogen atmosphere for 1 h. The effects of different atmospheres on the physical and mechanical properties of sintered samples were studied by using differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) and by conducting experiment on evaluating the sintering shrinkage, water absorption and bulk density. It is found that the kinetics of the sintering process is significantly affected by sintering atmosphere. In particular, compared with sintering in air atmosphere, sintering in N₂ atmosphere promotes the synergistic growth of pyroxene and melilite crystalline phases, which can contribute to better mechanical properties and denser microstructure.     

Thermodynamic analysis of the compositional control of inclusions in cutting-wire steel

Data from a thermodynamic database and the calculation software FactSage were used to investigate the phase diagrams of the MnO-CaO-SiO₂-Al₂O₃ system in cutting-wire steel and the effects of oxide components on the low-melting-point (LMP) zone in the corresponding phase diagrams. Furthermore, the activities of oxide components in the quaternary system at an Al₂O₃ content of 25wt% were calculated. The contents of dissolved [Al] and [O] in liquid steel in equilibrium with LMP inclusions in the MnO-CaO-SiO₂-Al₂O₃ system were optimized. The results show that the MnO-CaO-SiO₂-Al₂O₃ system possesses the largest LMP zone (below 1400°C) at an Al₂O₃ content of 25wt% and that the CaO content should be simultaneously controlled in the range of 40wt% to 45wt%. The activities of the oxide components CaO, MnO, and SiO₂ should be restricted in the ranges of 0 to 0.05, 0.01 to 0.6, and 0.001 to 0.8, respectively. To obtain LMP inclusions, the [Al] and [O] contents in cutting-wire steel must be controlled within the ranges of 0.5×10-6 to 1.0×10-5 and 3.0×10-6 to 5.0×10-5, respectively.     

石墨烯量子点对对苯二酚的检测

以柠檬酸为碳源,采用一步熔融法制备了石墨烯量子点,通过红外光谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱对其光学性能进行表征,同时考察了石墨烯量子点耐光漂白能力和抗盐性. 该石墨烯量子点可应用于对苯二酚的检测,其荧光强度与对苯二酚浓度成良好的线性关系(R²=0.979),方法的检测限为3.1 nmol·L^-1, 线性范围为1.0×10^-7~5.0×10^-6 mol·L^-1.     

高能GO/ TiO2制备及其光催化反渗透浓水性能

为高效率处理反渗透浓水,采用改良Hummers法、水热合成法制备具有良好的吸附以及光催化性能的氧化石墨烯/具有高能暴露面二氧化钛纳米复合材料（GO/TiO2）,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）表征其微观形貌和物相组成;并以模拟反渗透浓水探究其性能、较佳反应条件及具有协同效应。结果表明,纳米材料中二氧化钛粒子的高能暴露面增多,有助于有效地提高其光催化活性,粒子的晶化度有所增加且均匀附着在氧化石墨烯表面,不仅增大了粒子的比表面积,还降低了二氧化钛粒子的宽带隙能,有助于提高其光催化效率;同时,由于氧化石墨烯接收的二氧化钛受激发释放的光生电子的存在,氧化石墨烯对重金属离子的静电吸附能力显著增强,提高了氧化石墨烯去除重金属离子的效率;所制备的氧化石墨烯/具有高能暴露面二氧化钛纳米复合材料具有良好的处理反渗透浓水性能,氧化石墨烯含量为80 mg的纳米复合材料与pH调节至4的模拟反渗透浓水在室温下避光搅拌3 h、光催化反应1.5 h为较佳反应条件,该纳米复合材料的Pb2+、Cd2+、Cr6+去除率分别为32.2%、19.8%、11.7%,具有协同效应。