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氮掺杂石墨烯纳米结构的等离激元激发(英文) 被引量：2
1
作者 尹海峰 陈广萍 +1 位作者 向功周 张红 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1297-1305,共9页
基于含时密度泛函理论,研究了氮掺杂石墨烯纳米结构的等离激元特性。吡啶型氮掺杂不影响石墨烯纳米结构的等离激元激发特性,而取代型氮掺杂主要基于石墨烯纳米结构对称性的改变和体系中电子密度的增加来影响石墨烯纳米结构的等离激元共... 基于含时密度泛函理论,研究了氮掺杂石墨烯纳米结构的等离激元特性。吡啶型氮掺杂不影响石墨烯纳米结构的等离激元激发特性,而取代型氮掺杂主要基于石墨烯纳米结构对称性的改变和体系中电子密度的增加来影响石墨烯纳米结构的等离激元共振。相对于纯六角石墨烯纳米结构,在低能共振区,取代型氮掺杂六角石墨烯纳米结构的等离激元共振能量发生了红移。相对于纯矩形石墨烯纳米结构,在低能共振区,取代型氮掺杂矩形石墨烯纳米结构沿扶手椅型边界方向激发时,其等离激元共振能量发生了蓝移;沿Z字型边界激发时,其主要的等离激元共振模式受掺杂氮的影响较小。 展开更多
关键词 等离激元 氮掺杂石墨烯纳米结构 含时密度泛函理论
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氮掺杂石墨烯载金铜催化剂的制备及电催化硼氢化钠氧化
2
作者 罗明洪 夏克坚 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第6期1595-1602,共8页
以二氰二胺为氮源通过水热法制备了氮掺杂石墨烯(N-rGO),然后通过浸渍还原法制备了氮掺杂石墨烯载金铜催化剂(Au_(x)Cu_(y)/N-rGO)。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)等测试手段对其形貌和结构进行表... 以二氰二胺为氮源通过水热法制备了氮掺杂石墨烯(N-rGO),然后通过浸渍还原法制备了氮掺杂石墨烯载金铜催化剂(Au_(x)Cu_(y)/N-rGO)。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)等测试手段对其形貌和结构进行表征,结果表明金属纳米粒子均匀地分布在载体上,平均大小大为4.3nm。利用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)和交流阻抗法(EIS)对催化剂的电化学性能进行了测试,结果表明,合成的催化剂中Au_(2)Cu/N-rGO表现出最优的催化性能,分别是Au_(2)Cu/rGO和Au/N-rGO的1.34和1.07倍,且具有最优的稳定性,在直接硼氢化钠燃料电池领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 氮掺杂石墨烯 金铜合金 硼氢化钠 电催化氧化
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基于氮掺杂石墨烯量子点的便携式猪肉新鲜度实时荧光检测系统研究
3
作者 史策 侯梦园 +3 位作者 杨信廷 吉增涛 许倩 郭东起 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期512-521,共10页
提出了一种新型的便携式实时荧光检测系统,旨在实现生鲜猪肉新鲜度的实时检测。该系统主要由两大部分组成:氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs)荧光纳米材料的研究和便携式荧光检测装置的创制。通过透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线... 提出了一种新型的便携式实时荧光检测系统,旨在实现生鲜猪肉新鲜度的实时检测。该系统主要由两大部分组成:氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs)荧光纳米材料的研究和便携式荧光检测装置的创制。通过透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等技术对N-GQDs形貌、结构和表面官能团进行分析,证实N-GQDs被成功合成;探讨了N-GQDs的光学特性,证明了N-GQDs对胺类物质具有优异的灵敏度和选择性;通过响应机理分析,表明N-GQDs与NH_(3)之间产生了静态猝灭效应。便携式荧光传感器检测装置包括硬件设计和软件设计,主要包含5个模块,分别是光源激发模块、荧光检测模块、温湿度检测模块、无线通讯模块和阈值报警模块;通过无线通讯模块将检测数据实时传输至手机APP和上位机,实现了数据的可视化和存储。将N-GQDs荧光纳米材料与便携式荧光检测装置结合开发了便携式实时荧光猪肉新鲜度检测系统,并在生鲜猪肉中进行了系统性能实验验证。实现冷藏(4℃)和室温(25℃)条件下猪肉TVB-N含量精准检测并表现出优异的线性关系(R_(25℃)^(2)=0.97,R_(4℃)^(2)=0.92). 展开更多
关键词 猪肉新鲜度 氮掺杂石墨烯量子点 荧光检测装置 实时检测 便携式
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氮掺杂石墨烯纤维复合电极合成及其在锌离子电池中的应用研究
4
作者 陈霄晗 李小琴 刘文龙 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第5期1229-1236,共8页
本文采用改进的Hummers方法合成氧化石墨烯(GO)纳米片,并将其均匀涂覆在棉线表面,通过高温还原制得还原氧化石墨烯(rGO)包覆碳的复合纤维。同时,通过化学气相沉积法在GO中引入氮基团,制备了氮掺杂石墨烯纤维(N-rGO)。N-rGO负极表现出优... 本文采用改进的Hummers方法合成氧化石墨烯(GO)纳米片,并将其均匀涂覆在棉线表面,通过高温还原制得还原氧化石墨烯(rGO)包覆碳的复合纤维。同时,通过化学气相沉积法在GO中引入氮基团,制备了氮掺杂石墨烯纤维(N-rGO)。N-rGO负极表现出优异的电化学性能,在1 A·cm^(-3)电流密度下循环1000 h后仍保持稳定电位,远优于rGO负极。此外,N-rGO负极在4 A·cm^(-3)的高电流密度下依然表现出高稳定性。研究表明:氮掺杂能有效提高电极材料亲锌性,从而诱导稳定的锌沉积行为。 展开更多
关键词 石墨烯 氮掺杂 纤维负极 锌离子电池
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原位氮掺杂石墨烯的制备及超级电容器性能研究
5
作者 赵云鹏 李彦芳 +2 位作者 崔昕浩 孙海燕 滕莹雪 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第6期2270-2277,共8页
超级电容器作为一种重要的储能器件,其电化学性能的好坏与电极材料密不可分。若将石墨烯与聚苯胺结合制备成复合材料,利用其双电层电容和法拉第电容两种储电方式,可大大提高超级电容器的储电能力。本工作运用原位聚合的方式把聚苯胺纳... 超级电容器作为一种重要的储能器件,其电化学性能的好坏与电极材料密不可分。若将石墨烯与聚苯胺结合制备成复合材料,利用其双电层电容和法拉第电容两种储电方式,可大大提高超级电容器的储电能力。本工作运用原位聚合的方式把聚苯胺纳米线沉积在石墨烯的片层之上,利用扫描电子显微镜(SEM),傅里叶红外光谱仪(FTIR),X射线衍射仪(XRD)对掺杂态聚苯胺在石墨烯表面的形貌及成分进行表征和分析;再将聚苯胺/石墨烯浆料涂抹于泡沫镍板上,制备成石墨烯复合电极,并组装成超级电容器;借助电化学工作站对组装后电容器展开循环伏安测试、恒流充放电测试以及电化学阻抗测试。结果发现,聚苯胺/石墨烯复合材料可以经受一个比较宽的电流密度范围,有较好的电容和循环稳定性。在1 A/g的电流密度下进行测试,聚苯胺/石墨烯复合电极质量比电容为336 F/g。聚苯胺/石墨烯复合电极的比电容与石墨烯电极的比电容相比较,提高了44%;与石墨电极的比电容相比,更是提高了560.1%。由此可以看出,采用原位聚合方法在石墨烯表面生成的聚苯胺纳米线与石墨烯结合得更好,有助于赝电容的发挥,可大大提高石墨烯超级电容器的比电容,促进了石墨烯在超级电容器方面的应用。 展开更多
关键词 复合材料 聚苯胺 氮掺杂 石墨烯 超级电容器
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石墨烯和碳纳米管改性水泥基材料孔隙结构表征
6
作者 楼晓强 高建科 +3 位作者 何建国 戴雨晴 陶金 曾强 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期477-485,共9页
研究了不同掺量(0.1%和0.5%)的碳纳米管(CNT)和石墨烯纳米片(GNP)对水泥基复合材料孔隙结构的影响,采用氮气吸附测试NLDFT模型对孔隙结构进行分析,与传统的BET和BJH模型进行了对比,并对复合材料的力学性能、化学成分及微观形貌进行综合... 研究了不同掺量(0.1%和0.5%)的碳纳米管(CNT)和石墨烯纳米片(GNP)对水泥基复合材料孔隙结构的影响,采用氮气吸附测试NLDFT模型对孔隙结构进行分析,与传统的BET和BJH模型进行了对比,并对复合材料的力学性能、化学成分及微观形貌进行综合实验测量和表征。研究结果表明:掺有CNT和GNP的复合材料的抗压强度略有降低,但其抗折强度有较大幅度的提高,尤其是GNP组,当掺量为0.1%时,抗折强度提高了32.5%,具有显著的增强增韧效果;化学分析显示CNT和GNP的掺入不会改变水泥的水化产物和水化反应进程;复合材料中,10~50 nm范围内的介孔占总孔体积的比例最大,约为80%;GNP对水泥基复合材料孔隙结构的优化效果更好,可以明显减少孔隙体积,0.1%和0.5%的GNP掺量可分别导致NLDFT模型的孔体积减少9.7%和22.6%。 展开更多
关键词 碳纳米管 石墨烯纳米片 孔隙结构 氮气吸附 NLDFT模型
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氮掺杂空心碳纳米球嵌入氮掺杂石墨烯负载钯纳米粒子作为甲酸氧化的高效电催化剂 被引量：2
7
作者 房越 杨富开 +2 位作者 曲微丽 邓超 王振波 《新型炭材料（中英文）》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期321-333,共13页
低成本、高活性、耐久性好的高效电催化剂对直接甲酸燃料电池的应用起着至关重要的作用。本文采用简单经济的方法,研究了以三维层状多孔结构嵌入氮掺杂石墨烯(NG)的氮掺杂空心碳纳米球(NHCN)负载Pd纳米粒子作为直接甲酸燃料电池催化剂... 低成本、高活性、耐久性好的高效电催化剂对直接甲酸燃料电池的应用起着至关重要的作用。本文采用简单经济的方法,研究了以三维层状多孔结构嵌入氮掺杂石墨烯(NG)的氮掺杂空心碳纳米球(NHCN)负载Pd纳米粒子作为直接甲酸燃料电池催化剂。由于具有独特的氮原子掺杂三维互联层状多孔结构,Pd纳米颗粒尺寸较小的Pd/NHCN@NG催化剂具有较大的催化活性表面积、优越的电催化活性、较高的稳态电流密度和较强的抗CO中毒能力,明显超过传统的Pd/C、Pd/NG和Pd/NHCN催化剂对甲酸电氧化的催化性能。通过优化HCN/GO比,当HCN/GO质量比为1∶1时,Pd/NHCN@NG催化剂对甲酸的催化氧化性能最佳,其活性是Pd/C的4.21倍。本工作开发了一种优越的碳基电催化剂载体材料,为燃料电池的发展带来了广阔的应用前景。 展开更多
关键词 甲酸电氧化 氮掺杂中空碳纳米球 氮掺杂石墨烯 载体材料 三维互连层状多孔结构
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氮掺杂六角石墨烯纳米结构的近红外等离激元研究 被引量：3
8
作者 尹海峰 张红 岳莉 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1049-1054,共6页
基于含时密度泛函理论研究了氮掺杂六角石墨烯纳米结构的近红外等离激元.沿一定的激发方向,边长为1 nm的氮掺杂六角石墨烯纳米结构在整个近红外光谱区都有强度较大的等离激元共振.参与这种近红外等离激元模式共振的电子在六角纳米结构... 基于含时密度泛函理论研究了氮掺杂六角石墨烯纳米结构的近红外等离激元.沿一定的激发方向,边长为1 nm的氮掺杂六角石墨烯纳米结构在整个近红外光谱区都有强度较大的等离激元共振.参与这种近红外等离激元模式共振的电子在六角纳米结构的中心和边缘区域之间来回振荡.近红外等离激元共振模式的形成依赖于氮掺杂的位置和纳米结构的尺度大小.只有当氮掺杂在靠近边界区域时体系才会在近红外光谱区形成等离激元共振模式.对于边长小于1 nm的六角石墨烯纳米结构,氮掺杂后体系不能在近红外光谱区形成等离激元共振模式. 展开更多
关键词 等离激元 氮掺杂石墨烯 纳米结构 近红外光谱 含时密度泛函理论
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氮掺杂碳纳米管包覆金属钴催化剂的制备及催化过氧化氢氧化性能研究
9
作者 刘强 邓橙 +4 位作者 李海云 商怡然 胡恩源 朱孟府 耿宏章 《材料导报》 北大核心 2025年第16期165-170,共6页
采用固相热解法制备出包覆金属钴(Co)的氮掺杂碳纳米管(NCNT)催化剂(NCNT@Co),对其形态和结构进行表征,并以亚甲基蓝(Methy-lene blue,MB)为目标污染物,考察了催化剂用量及溶液pH值等因素对催化过氧化氢氧化性能的影响。结果表明,金属C... 采用固相热解法制备出包覆金属钴(Co)的氮掺杂碳纳米管(NCNT)催化剂(NCNT@Co),对其形态和结构进行表征,并以亚甲基蓝(Methy-lene blue,MB)为目标污染物,考察了催化剂用量及溶液pH值等因素对催化过氧化氢氧化性能的影响。结果表明,金属Co成功嵌入碳纳米管结构,形成碳纳米管包覆Co的壳-核结构;当NCNT@Co催化剂加入量为20 mg、反应15 min时,其展现出优异的催化过氧化氢氧化活性,MB的降解率高达91.31%;NCNT@Co催化剂在pH为3~9范围内均表现出较高的催化活性。此外,NCNT@Co催化剂具有良好的使用稳定性,五次循环实验后,对MB的降解率仍保持在初始值的80.89%。本研究可为高性能催化过氧化氢氧化催化剂的制备提供一种简便易行的方法。 展开更多
关键词 催化过氧化氢氧化 碳纳米管 壳-核结构 氮掺杂
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基于激光诱导石墨烯电极的柔性纸基摩擦纳米发电机
10
作者 杨丽 蒋晓琦 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第3期61-71,共11页
为缓解传统能源稀缺带来的压力,同时减少能源开发和消耗过程中对环境的危害,采用激光直写技术,瞬态烧蚀牛皮卡纸,一步制备激光诱导石墨烯(laser induced graphene,LIG)电极,在LIG电极上旋涂硅橡胶(Ecoflex)形成摩擦负电层,制备单电极柔... 为缓解传统能源稀缺带来的压力,同时减少能源开发和消耗过程中对环境的危害,采用激光直写技术,瞬态烧蚀牛皮卡纸,一步制备激光诱导石墨烯(laser induced graphene,LIG)电极,在LIG电极上旋涂硅橡胶(Ecoflex)形成摩擦负电层,制备单电极柔性纸基摩擦纳米发电机(card paper-triboelectric nanogenerator,CP-TENG)。分析扫描速率、激光功率等激光扫描参数和摩擦负电层厚度对于摩擦纳米发电性能的影响规律,确定最佳工艺参数;为进一步提高输出性能,采用折纸结构设计,制备了多单元结构CP-TENG。结果表明:激光扫描速率为15 cm/s、扫描功率为3.6 W、摩擦负电层厚度为0.9 mm时,所制备的单电极CP-TENG实现了高性能输出,在负载频率10 Hz、负载力10 N条件下CP-TENG开路电压峰-峰值可达61.8 V,在负载力提高到16 N时开路电压峰-峰值最高可达97.1 V,负载电阻为18 MΩ时输出功率为47.8μW;单电极CP-TENG能够承受多种弯曲折叠变形且性能稳定,经历1000次折叠后其LIG方阻仅从初始的16Ω/sq微增至18Ω/sq,依然具有良好的输出性能;多单元结构CP-TENG的输出性能进一步提升,当摩擦单元数量从1个递增至6个时,开路电压峰-峰值由41 V提升至188 V;与编织结构相比,啮合结构的多单元CP-TENG输出性能更好,开路电压最高可达389 V;将单电极CP-TENG贴附于人体关节部位,可实现人体关节位姿的自供能监测力。 展开更多
关键词 纸基摩擦纳米发电机 激光诱导石墨烯 多单元折纸结构 人体关节监测
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三维氮磷共掺杂石墨烯的制备及电催化氧还原性能研究 被引量：1
11
作者 靳伟诺 秦勇 刘扬 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期118-123,128,共7页
氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属-空气电池的阴极反应,其缓慢的动力学是目前掣肘燃料电池和金属空气电池发展的主要因素。为了使反应顺利进行,常常需要使用金属(包括贵金属和过渡金属)基催化剂,但这些催化剂存在价格高、稳定性差等缺... 氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属-空气电池的阴极反应,其缓慢的动力学是目前掣肘燃料电池和金属空气电池发展的主要因素。为了使反应顺利进行,常常需要使用金属(包括贵金属和过渡金属)基催化剂,但这些催化剂存在价格高、稳定性差等缺陷。非金属原子掺杂的碳基催化剂近年来被认为是一种具有前景的ORR电催化剂。在此,使用单一前驱体磷酸三聚氰胺和氧化石墨烯经水热然后退火制备了三维氮磷共掺杂石墨烯材料(3DNPG)。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对3DNPG的结构与组成进行了表征。结果表明:3DNPG具有独特的三维网状结构、较大的比表面积(514.38m 2/g),特别是还具有非常高的N(15.53%)和P(6.61%)掺杂量。用作碱性溶液里ORR的催化剂时,其起始电位为0.994V,半波电位为0.817V,极限电流为5.34mA/cm^(2),在48h后电流密度保持率仍维持在99%,因此是一种兼具优异活性和循环稳定性的ORR催化剂,在燃料电池、金属-空气电池等领域具有非常重要的应用价值。 展开更多
关键词 三维石墨烯 氮磷共掺杂石墨烯 氧还原反应 电催化剂
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氮掺杂碳纤维包覆石墨烯纳米片的构建及电容特性 被引量：5
12
作者 阚侃 王珏 +2 位作者 付东 郑明明 张晓臣 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期94-102,共9页
以石墨烯纳米片为骨架,聚吡咯为碳源,设计构建氮掺杂碳纤维包覆石墨烯纳米片(NFGNs)复合材料。采用SEM,XRD,Raman,FTIR,XPS和BET对材料进行表征,结果表明:相互连通的氮掺杂碳纳米纤维均匀地包覆生长在石墨烯纳米片层表面;NFGNs-800复合... 以石墨烯纳米片为骨架,聚吡咯为碳源,设计构建氮掺杂碳纤维包覆石墨烯纳米片(NFGNs)复合材料。采用SEM,XRD,Raman,FTIR,XPS和BET对材料进行表征,结果表明:相互连通的氮掺杂碳纳米纤维均匀地包覆生长在石墨烯纳米片层表面;NFGNs-800复合材料的氮原子分数为11.53%,比表面积为477.65 m^(2)·g^(-1)。电容特性测试结果表明:NFGNs-800电极材料的比电容为323.3 F·g^(-1)(1.0 A·g^(-1)),且具有良好的倍率特性;NFGNs-800超级电容器在功率密度为10500 W·kg^(-1)时,能量密度为87.1 Wh·kg^(-1);经过10000次恒流充放电循环后,比电容保持率95.9%,库仑效率保持在99%以上。 展开更多
关键词 石墨烯纳米片 氮掺杂碳纤维 电容特性 超级电容器
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石墨烯修饰氮掺杂TiO_2纳米材料的制备及光催化性能 被引量：5
13
作者 林小靖 孙明轩 +2 位作者 胡梦媛 王文韬 方亚林 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第18期16-19,25,共5页
以TiN粉末煅烧制备的氮掺杂纳米TiO_2(N-TiO_2)和氧化石墨烯为原料,在水热条件下制备了石墨烯修饰的氮掺杂TiO_2纳米材料(GNT)。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)及X射线光电子能谱(XPS)等测试... 以TiN粉末煅烧制备的氮掺杂纳米TiO_2(N-TiO_2)和氧化石墨烯为原料,在水热条件下制备了石墨烯修饰的氮掺杂TiO_2纳米材料(GNT)。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)及X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对所制备的样品进行了表征。紫外-可见漫反射吸收谱表明石墨烯与氮掺杂的共修饰使得TiO_2的吸收带边发生红移,且其可见光吸收性能明显提高。可见光照射下降解亚甲基蓝溶液的实验结果表明石墨烯修饰的氮掺杂TiO_2的光催化降解性能分别是TiO_2、N-TiO_2的4.3倍和1.9倍。 展开更多
关键词 TIO2 氮掺杂 石墨烯 协同效应 可见光 光催化性能
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多空位缺陷和硼氮杂质对锯齿型石墨烯纳米带电子结构的影响 被引量：2
14
作者 肖建田 胡大胜 +2 位作者 陈灵娜 吴取劲 李丽华 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期4361-4366,共6页
利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究多空位缺陷和掺杂对对称性锯齿型石墨烯纳米带(ZGNRs)的电子结构的影响。研究结果表明,具有相同位置的多空位缺陷或氮掺杂的对称性ZGNR显示了半金属特性,而硼掺杂的对称性ZGNR显示了半导体性... 利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究多空位缺陷和掺杂对对称性锯齿型石墨烯纳米带(ZGNRs)的电子结构的影响。研究结果表明,具有相同位置的多空位缺陷或氮掺杂的对称性ZGNR显示了半金属特性,而硼掺杂的对称性ZGNR显示了半导体性质。石墨烯纳米带的锯齿形边缘上和空位缺陷处都存在自旋极化的电子态,并且边缘上电子自旋呈反铁磁性排列。具有多空位缺陷的ZGNR磁矩依赖于带宽、空位缺陷的构型以及空位缺陷与边缘的距离,从而磁矩随着带宽的增加呈现震荡效应。这种特殊的缺陷和掺杂效应可用来设计新颖的自旋电子器件。 展开更多
关键词 锯齿型石墨烯纳米带 缺陷 掺杂 电子结构
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氮掺杂和SnO_2纳米粒子负载对全固态对称型石墨烯超级电容器性能的影响（英文） 被引量：1
15
作者 于建华 许丽丽 +3 位作者 张武寿 朱倩倩 王晓霞 董立峰 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期662-666,共5页
电极材料是影响超级电容器性能的主要因素。本研究采用溶剂热法合成石墨烯和氮掺杂石墨烯,通过简单的化学法在其表面负载SnO2纳米粒子。利用刮涂工艺在FTO玻璃表面制备石墨烯、SnO2/石墨烯、氮掺杂石墨烯和SnO2/氮掺杂石墨烯薄膜,并经40... 电极材料是影响超级电容器性能的主要因素。本研究采用溶剂热法合成石墨烯和氮掺杂石墨烯,通过简单的化学法在其表面负载SnO2纳米粒子。利用刮涂工艺在FTO玻璃表面制备石墨烯、SnO2/石墨烯、氮掺杂石墨烯和SnO2/氮掺杂石墨烯薄膜,并经400℃热处理。分别以制备的石墨烯基薄膜和PVA/H3PO4为电极和电解质组装对称型全固态超级电容器。测试结果表明,与石墨烯相比,氮掺杂石墨烯具有较大的晶粒尺寸、较高的比表面积和较高的超电容性能;SnO2纳米粒子负载可显著提高石墨烯和氮掺杂石墨烯的超电容性能。 展开更多
关键词 纳米复合材料 SnO2纳米粒子 氮掺杂石墨烯 超级电容器
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基于第一性原理对硅取代、掺杂锯齿形石墨烯纳米带的电子结构及输运性质的研究 被引量：4
16
作者 陈莹莹 宓一鸣 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期808-815,共8页
本文基于第一性原理对硅取代、掺杂石墨烯纳米带不同位置的电子能带结构、态密度及电子器件的电子输运性质进行了分析与研究。结果表明,锯齿形石墨烯纳米带(ZGNRs)在硅原子取代及掺杂后由原来的半导体态转变为金属态。在各种模型中,对... 本文基于第一性原理对硅取代、掺杂石墨烯纳米带不同位置的电子能带结构、态密度及电子器件的电子输运性质进行了分析与研究。结果表明,锯齿形石墨烯纳米带(ZGNRs)在硅原子取代及掺杂后由原来的半导体态转变为金属态。在各种模型中,对于体系态密度有贡献的一般为原子指数为1、在p轨道的硅原子(Si1p);原子指数为2、在p轨道的硅原子(Si2p)和碳原子(C2p);少量的原子指数为1、在s轨道的氢原子(H1s)和碳原子(C1s)。经分析,在各取代位置中两端硅原子取代的锯齿形石墨烯纳米带的体系能量最小,表明其为最有可能发生的取代位置。在掺杂位置中,体系能量计算结果显示填隙硅原子的能量更低,最有可能发生此种掺杂。电子输运性质的研究中,在所有的取代位置中单边硅原子取代组成的电子器件电子输运性质最好。在所有电子器件模型中电子输运性质最好的是填隙硅原子掺杂模型。 展开更多
关键词 石墨烯纳米带 第一性原理 能带结构 态密度 输运性质
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高活性的碱性析氢电催化剂:氮掺杂类石墨烯包覆的钴-钌纳米合金 被引量：16
17
作者 刘忠范 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1503-1504,共2页
氢被认为是环境友好的清洁能源，电催化分解水可以制备高纯氢气，据分析在碱性介质中电解水是最有可能实现产业化制氢的技术。一直以来贵金属都是该领域活性最高的催化剂，
关键词 电催化剂 碱性介质 高活性 纳米合金 析氢 类石墨 氮掺杂 包覆
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气体吸附对V掺杂石墨烯电子结构与光学性质的影响
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作者 王梦娟 顾芳 +3 位作者 李大林 刘清惓 侯智 张加宏 《原子与分子物理学报》 北大核心 2024年第5期118-124,共7页
基于密度泛函理论 (DFT )的广义梯度近似 (GGA ),采用第一性原理方法研究了气体分子吸附对V掺杂石墨烯的吸附能、电子结构与光学性质的影响.能带结构计算表明:吸附NO_(2) 分子的V掺杂石墨烯的带隙显著增加,从0 eV变为0.368 eV,由金属性... 基于密度泛函理论 (DFT )的广义梯度近似 (GGA ),采用第一性原理方法研究了气体分子吸附对V掺杂石墨烯的吸附能、电子结构与光学性质的影响.能带结构计算表明:吸附NO_(2) 分子的V掺杂石墨烯的带隙显著增加,从0 eV变为0.368 eV,由金属性转变为半导体特性,而吸附CO与NH_(3) 分子的V掺杂石墨烯的带隙则变化很小.三种吸附构型 (NO_(2) , CO, NH_(3) )的吸附能分别为-8.499 eV、-2.05 eV和-2.01 eV,说明V掺杂石墨烯对NO_(2) 气体分子吸附最强.进而计算了本征、V掺杂石墨烯及其吸附NO_(2) 分子的光学性质,结果表明:随着V掺杂与吸附NO_(2) 气体,石墨烯介电吸收峰值有所增大,介电峰位向低能量区域移动;本征石墨烯仅吸收紫外光,V掺杂石墨烯吸附NO_(2) 分子可以明显拓宽光吸收的光谱范围;掺杂与吸附使得石墨烯光电导率显著增强,能在红外与可见光区产生光电流.上述结果表明V掺杂石墨烯吸附NO_(2) 后材料电子结构和光学性质明显变化,能够作为光学气敏传感材料检测NO_(2) 气体. 展开更多
关键词 V掺杂石墨烯 第一性原理 气体吸附 电子结构 光学性质
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氮掺杂氧化石墨烯的制备及其对棉织物的负载改性
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作者 闫佳瞳 郭琦 《现代纺织技术》 北大核心 2024年第8期7-14,共8页
为开发具有阻燃、导电复合功能织物,制备了氮掺杂氧化石墨烯,并利用其对棉织物进行负载改性。测试改性前后棉织物的质量增重率、阻燃、表面比电阻及断裂强力、抗弯刚度等服用性能,分析氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的可行性。结果表明... 为开发具有阻燃、导电复合功能织物,制备了氮掺杂氧化石墨烯,并利用其对棉织物进行负载改性。测试改性前后棉织物的质量增重率、阻燃、表面比电阻及断裂强力、抗弯刚度等服用性能,分析氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的可行性。结果表明:分散液(氮掺杂氧化石墨烯/氧化石墨烯)对棉织物负载改性的最佳质量浓度为6 g/L。在此质量浓度下,改性棉织物的质量增重率、极限氧指数、断裂强力及抗弯刚度均随分散液(氮掺杂氧化石墨烯/氧化石墨烯)负载改性次数的增加而上升,表面比电阻与透气率则随氮掺杂氧化石墨烯负载改性次数的增加而降低。负载改性到达一定次数时,各项性能指标趋于稳定。同时,氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的交联稳定性优于氧化石墨烯负载改性棉织物,使得氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的质量增重率、极限氧指数、断裂强力与抗弯刚度高于氧化石墨烯负载改性棉织物,表面比电阻与透气率低于氧化石墨烯负载改性棉织物。水洗负载改性7次的改性棉织物,发现水洗4次时的性能指标与未经水洗负载改性1次的性能指标相当。文章发现利用氮掺氧化杂氧化石墨烯负载改性来制备复合功能棉织物具有可行性,为氧化石墨烯材料在功能织物中的应用提供了一定的参考价值。 展开更多
关键词 氮掺杂氧化石墨烯 质量增重率 阻燃 表面比电阻 服用性能
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氮掺杂石墨烯-金纳米粒子复合材料的制备
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作者 米超 张纪梅 +5 位作者 范咏梅 蔡宇玲 张丽萍 朱海彬 彭瑞芬 李夫荣 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期73-75,77,共4页
以廉价易得的工业材料(NH4)2CO3为稳定剂和氮源,利用固体微波辐射的方法于水热条件下制备氮掺杂石墨烯(N-G)。实验过程中,以N-G为基底材料,柠檬酸钠为还原剂,将氯金酸(HAu Cl4)溶液还原为金纳米粒子(Au NPs)并负载在N-G表面,得到一种新... 以廉价易得的工业材料(NH4)2CO3为稳定剂和氮源,利用固体微波辐射的方法于水热条件下制备氮掺杂石墨烯(N-G)。实验过程中,以N-G为基底材料,柠檬酸钠为还原剂,将氯金酸(HAu Cl4)溶液还原为金纳米粒子(Au NPs)并负载在N-G表面,得到一种新型纳米复合材料——氮掺杂石墨烯-金纳米粒子复合材料(Au/N-G)。通过UV、XRD、XPS、TEM、SEM等手段对该材料的形态、结构、元素组成进行分析,结果表明,该方法可以成功制备Au/N-G。 展开更多
关键词 氮掺杂石墨烯 金纳米粒子 微波辐射法 表征
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