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小麦秸秆与花生壳生物炭对Cu^(2+)和Zn^(2+)的吸附研究
1
作者 马帅 马帅辉 +2 位作者 尹微琴 盛海君 王小治 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第8期1-9,共9页
为了实现农业废弃物的资源化利用,该研究以小麦秸秆和花生壳为原料,通过裂解法制备了2种生物炭。采用SEM、BET、FTIR、XRD等手段对生物炭进行表征,结合等温吸附模型、动力学方程和热力学方程对其吸附过程进行研究,探讨小麦秸秆生物炭(WS... 为了实现农业废弃物的资源化利用,该研究以小麦秸秆和花生壳为原料,通过裂解法制备了2种生物炭。采用SEM、BET、FTIR、XRD等手段对生物炭进行表征,结合等温吸附模型、动力学方程和热力学方程对其吸附过程进行研究,探讨小麦秸秆生物炭(WSBC)和花生壳生物炭(PSBC)对溶液中Cu^(2+)和Zn^(2+)的吸附性能。结果表明:WSBC对Cu^(2+)和Zn^(2+)的吸附能力强于PSBC,其中WSBC对Cu^(2+)的吸附(18.51 mg/g)大于Zn^(2+)(14.10 mg/g),且Freundlich模型的拟合效果较好,表明Cu^(2+)和Zn^(2+)在WSBC上的吸附为多分子层吸附,而PSBC则以单分子层吸附为主。2种生物炭的吸附过程均符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,且对Zn^(2+)的吸附速率大于Cu^(2+)。热力学分析显示,吸附过程是一个自发进行的吸热反应,其中PSBC吸附的自发性更强。WSBC与PSBC在吸附Cu^(2+)和Zn^(2+)的过程中均存在着离子交换、阳离子-π相互作用和沉淀作用。 展开更多
关键词 小麦秸秆生物炭 花生壳生物炭 Cu^(2+) Zn^(2+) 吸附
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改性镁铝水滑石对Zn^(2+)的吸附研究
2
作者 龙文玲 王鑫 +2 位作者 曹春艳 王敏 赵爽 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第1期176-182,共7页
采用高温煅烧的方法对镁铝水滑石进行改性,并以其为吸附剂,通过静态吸附实验考察其对Zn^(2+)的吸附性能。实验结果表明,高温煅烧改性明显提高了镁铝水滑石对Zn^(2+)的吸附性能,其提高程度取决于煅烧温度,在600℃:煅烧的镁铝水滑石表现... 采用高温煅烧的方法对镁铝水滑石进行改性,并以其为吸附剂,通过静态吸附实验考察其对Zn^(2+)的吸附性能。实验结果表明,高温煅烧改性明显提高了镁铝水滑石对Zn^(2+)的吸附性能,其提高程度取决于煅烧温度,在600℃:煅烧的镁铝水滑石表现出最高的吸附容量。随着吸附时间、Zn^(2+)初始浓度以及溶液pH的增加,所有镁铝水滑石对Zn^(2+)的吸附容量均增加。当煅烧温度不高于200℃时,镁铝水滑石对Zn^(2+)的吸附满足Langmuir等温吸附模型,当煅烧温度高于400℃时,镁铝水滑石对Zn^(2+)的吸附满足Freundlich等温吸附模型。所有镁铝水滑石对Zn^(2+)的吸附均满足伪二级动力学方程。Zn^(2+)主要以Zn(OH)2沉淀形式沉积在镁铝水滑石的表面。 展开更多
关键词 镁铝水滑石 煅烧 Zn^(2+) 吸附
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Zn^(2+)催化剂对酚醛树脂/乙二醇制备多孔碳微观孔结构的影响
3
作者 郭子玉 朱云洲 +3 位作者 王力 陈健 李红 黄政仁 《无机材料学报》 北大核心 2025年第5期466-472,共7页
多孔碳材料的性能及应用很大程度上取决于其微观孔结构。为便捷、有效地大范围调控多孔碳材料的微观孔结构,本研究基于聚合诱导相分离(Polymerization-induced Phase Separation,PIPS)法,以酚醛树脂/乙二醇为原料制备了均相多孔碳,并系... 多孔碳材料的性能及应用很大程度上取决于其微观孔结构。为便捷、有效地大范围调控多孔碳材料的微观孔结构,本研究基于聚合诱导相分离(Polymerization-induced Phase Separation,PIPS)法,以酚醛树脂/乙二醇为原料制备了均相多孔碳,并系统研究了Zn^(2+)含量以及固化温度对多孔碳微观孔结构的影响。研究发现,随着固化温度的升高,多孔碳稳定性降低,微观孔结构均匀性变差。在90℃下固化,引入Zn^(2+)可以使多孔碳的孔隙率从40.22%增至70.38%,平均孔径从49.8 nm增至279.4 nm,中位孔径从107.2 nm增至343.0 nm。随着Zn^(2+)含量的增加,多孔碳的孔隙率、中位孔径和平均孔径都先增大后减小,当Zn^(2+)质量分数为1.5%时,平均孔径达到最大值343.0 nm,孔隙率达到最大值(70.38±0.37)%。研究指出,引入Zn^(2+)降低了酚醛树脂中苯酚结构的间位取代反应势垒,有利于在苯环上构建大环化合物,显著促进了树脂与乙二醇聚合,提高了树脂混合物的固化程度及骨架聚合度,使相分离更加彻底。当Zn^(2+)含量过高时,树脂混合物的聚合度过高,导致富醇相难以挥发,孔径结构变差。研究还发现,引入Zn^(2+)有助于提高石墨化程度,使碳骨架更加清晰。本研究为调控多孔碳材料的微观孔结构及制备结构碳化物陶瓷提供了理论基础。 展开更多
关键词 多孔碳 聚合诱导相分离法 Zn^(2+)催化剂 催化机理 孔结构
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水溶性聚磷酸铵对Cu^(2+)、Fe^(2+)、Zn^(2+)和Mn^(2+)螯合作用的研究
4
作者 雷梅花 李天祥 +2 位作者 陶绍程 刘旭 朱静 《应用化工》 北大核心 2025年第3期695-701,共7页
水溶性聚磷酸铵氮、磷含量高和螯合植物生长的所需微量元素,越来越受到重视。以水溶性聚磷酸铵和硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁为原料,采用动态法和响应面分析方法探究聚磷酸铵螯合Cu^(2+)、Zn^(2+)、Fe^(2+)、Mn^(2+)的规律。通过... 水溶性聚磷酸铵氮、磷含量高和螯合植物生长的所需微量元素,越来越受到重视。以水溶性聚磷酸铵和硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁为原料,采用动态法和响应面分析方法探究聚磷酸铵螯合Cu^(2+)、Zn^(2+)、Fe^(2+)、Mn^(2+)的规律。通过红外分析、扫描电镜和能谱测定,进一步验证APP与Fe^(2+)、Cu^(2+)、Mn^(2+)和Zn^(2+)发生了螯合反应。通过二元正交实验可知Zn^(2+)对Mn^(2+)具有强抑制的作用;三元正交实验可知总螯合量的影响因素大小为Zn^(2+)>Fe^(2+)>Mn^(2+);响应面实验可知,实验数据的二次回归模型具有显著性(R^(2)=0.9203),Zn、Fe和Cu的一次项,Zn和Fe、Mn和Fe、Mn和Cu的交互作用项对响应值具有显著性的影响。 展开更多
关键词 聚磷酸铵 Cu^(2+)、Zn^(2+)、Fe^(2+)、Mn^(2+) 螯合
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Cu^(2+)、Zn^(2+)固载硅胶整体柱对8-羟基-2′-脱氧鸟苷固相微萃取性能研究
5
作者 彭传云 袁慕坤 +5 位作者 李舒琪 刘红燕 张少文 吴春来 赵丹 苗亚磊 《河南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期99-106,共8页
8-羟基-2′-脱氧鸟苷(8-OHdG)常用于评价个体DNA氧化损伤,是一个典型的生物标记物.利用溶胶凝胶法通过自组装技术分别将Cu^(2+)和Zn^(2+)固载到硅胶中,应用于复杂样品中痕量8-OHdG的固相微萃取(SPME).在优化后的萃取条件下,结合高效液... 8-羟基-2′-脱氧鸟苷(8-OHdG)常用于评价个体DNA氧化损伤,是一个典型的生物标记物.利用溶胶凝胶法通过自组装技术分别将Cu^(2+)和Zn^(2+)固载到硅胶中,应用于复杂样品中痕量8-OHdG的固相微萃取(SPME).在优化后的萃取条件下,结合高效液相色谱-紫外检测(HPLC-UV),构建了尿样中8-OHdG的定量分析方法.结果表明,Cu^(2+)和Zn^(2+)固载硅胶整体柱对8-OHdG的富集倍数分别达到61.64和51.20,具有良好的萃取性能;新建立SPME-HPLC-UV分析检测方法的线性范围分别为0.91~100和1.22~100 nmol·L^(-1),R^(2)>0.99,方法的检测限LODs(S/N=3)为0.31和0.42 nmol·L^(-1).3个浓度加标实验显示,基于Cu^(2+)固载硅胶整体柱建立的分析方法加标回收率在91.5%和102.0%之间,日内和日间RSDs在2.7%至9.7%之间(n=3).说明构建的SPME-HPLC-UV分析方法可以灵敏、可靠、准确地检测实际尿样中的8-OHdG. 展开更多
关键词 Cu^(2+)固载硅胶整体柱 Zn^(2+)固载硅胶整体柱 溶胶-凝胶 固相微萃取 8-OHdG
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氮硫共掺杂生物炭的制备及其对Ni^(2+)和Co^(2+)的吸附 被引量：1
6
作者 余谟鑫 张振 +3 位作者 史文旭 孙宇航 王晓婷 柯清平 《精细化工》 北大核心 2025年第1期186-196,共11页
以芦荟皮为原料、(NH_(4))_(2)SO_(4)为氮源和硫源,采用水热法制备了炭前驱体,再经高温热解制备了氮硫共掺杂生物炭(NSBC)。采用SEM、BET、XPS、Zeta电位对其进行了表征,考察了不同温度热解制备的NSBC对水溶液中Ni^(2+)、Co^(2+)的吸附... 以芦荟皮为原料、(NH_(4))_(2)SO_(4)为氮源和硫源,采用水热法制备了炭前驱体,再经高温热解制备了氮硫共掺杂生物炭(NSBC)。采用SEM、BET、XPS、Zeta电位对其进行了表征,考察了不同温度热解制备的NSBC对水溶液中Ni^(2+)、Co^(2+)的吸附性能,探究了NSBC吸附Ni^(2+)、Co^(2+)的热力学和动力学过程,分析了温度和pH对其吸附性能的影响,并推测其吸附机理。结果表明,NSBC表面为层片状堆积的多孔结构,热解温度800℃制备的NSBC_(800)具有分级多孔结构,微孔总体积0.07 cm^(3)/g,比表面积149 m^(2)/g,非微孔体积占比46%,其表面具有摩尔分数29.94%的O元素、4.79%的N元素和6.21%的S元素。NSBC_(800)对Ni^(2+)和Co^(2+)的最大平衡吸附量分别为245.70和223.71 mg/g。NSBC表面由O、N和S元素组成的化学官能团吸附Ni^(2+)和Co^(2+)反应生成盐或络合物,沉积在生物炭表面;Langmuir模型和拟二级动力学模型描述的NSBC对Ni^(2+)和Co^(2+)的吸附表明,该过程由化学吸附控制,通过络合作用、共沉淀、离子交换和静电吸引等机制实现对Ni^(2+)和Co^(2+)的吸附。 展开更多
关键词 氮硫共掺杂 芦荟皮 生物质 废弃电池 Ni^(2+) Co^(2+) 水处理技术
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N掺杂TiO_(2)-Fe_(2)O_(3)/C光催化剂的制备及其光催化降解性研究 被引量：1
7
作者 李洁 张佳 +1 位作者 陈连喜 吕博 《化工新型材料》 北大核心 2025年第2期210-214,共5页
为寻找一种简便且具有良好孔结构的光催化剂合成路径,提升并拓宽其光催化应用范围,通过将N掺杂的双金属Ti-Fe MOFs在500℃的空气气氛中直接热解制备N掺杂TiO_(2)-Fe_(2)O_(3)/C纳米结构。获得的产物显示出独特的树枝状结构,且具有较大... 为寻找一种简便且具有良好孔结构的光催化剂合成路径,提升并拓宽其光催化应用范围,通过将N掺杂的双金属Ti-Fe MOFs在500℃的空气气氛中直接热解制备N掺杂TiO_(2)-Fe_(2)O_(3)/C纳米结构。获得的产物显示出独特的树枝状结构,且具有较大比表面积和良好的介孔结构。同时,红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)结果证实,在空气条件下煅烧后,衍生物仍保留了N和C成分。此外,将制备的N掺杂树枝状双金属结构多孔材料作为光催化剂用于降解亚甲基蓝(MB)染料。结果表明:N掺杂TiO_(2)-Fe_(2)O_(3)/C比N掺杂非Fe参与的TiO_(2)/C和非N非Fe掺杂TiO_(2)/C具有更好的光催化性能,且N掺杂TiO_(2)-Fe_(2)O_(3)/C对MB染料的有效降解率达到81%。 展开更多
关键词 Ti基-MOFs Fe基-MOFs TiO_(2)-Fe_(2)O_(3)/C N掺杂 光催化
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金属掺杂MoS_(2)基复合薄膜的微观结构与真空摩擦学性能研究
8
作者 郑玉刚 苟世宁 +5 位作者 冯兴国 汪科良 赵蒙 张凯锋 周晖 李林 《材料导报》 北大核心 2025年第15期42-48,共7页
采用非平衡磁控溅射技术在Si片和9Cr18钢表面分别沉积了纯MoS_(2)、MoS_(2)-Ag、MoS_(2)-Ti和MoS_(2)-(Ti+Ag)四种不同类型的薄膜,并对这四种薄膜进行了对比分析研究。结果表明,四种薄膜的表面形貌为颗粒状,断面形貌为柱状晶,掺杂Ti和A... 采用非平衡磁控溅射技术在Si片和9Cr18钢表面分别沉积了纯MoS_(2)、MoS_(2)-Ag、MoS_(2)-Ti和MoS_(2)-(Ti+Ag)四种不同类型的薄膜,并对这四种薄膜进行了对比分析研究。结果表明,四种薄膜的表面形貌为颗粒状,断面形貌为柱状晶,掺杂Ti和Ag能显著提升薄膜的致密性,掺杂Ti还产生衍射峰宽化和晶粒细化。力学性能测试结果表明,掺杂Ti和(Ti+Ag)共掺杂能大幅度提升薄膜的硬度和附着力,硬度相较纯MoS_(2)薄膜分别提升了5.9倍和5.1倍,附着力分别增大了3.5倍和3.2倍。真空摩擦学性能实验分析发现,与磨损率为1.63×10^(-15)m^(3)/(N·m)的纯MoS_(2)薄膜相比,Ti掺杂及(Ti+Ag)共掺杂均能显著提高耐磨性能,MoS_(2)-(Ti+Ag)磨损率仅为0.9×10^(-17)m^(3)/(N·m),降低了2个数量级,表现出优异的摩擦学性能。本研究为改善金属掺杂MoS_(2)基复合薄膜的真空摩擦学性能提供了理论依据和实验数据。 展开更多
关键词 二硫化钼薄膜 金属掺杂 硬度 真空摩擦学性能
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Fe、Ir掺杂MoS_(2)表面对N_(2)气敏吸附与解离反应性能提升的第一性原理研究
9
作者 肖香珍 胡林峰 张建伟 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第1期13-19,共7页
基于第一性原理方法,采用周期性平板模型,研究了N_(2)分子在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面的吸附和解离行为.研究表明:N_(2)分子在TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面吸附能依次为0.62和0.47 eV,而完整MoS_(2)表面的吸附能只有0.08 eV,说... 基于第一性原理方法,采用周期性平板模型,研究了N_(2)分子在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面的吸附和解离行为.研究表明:N_(2)分子在TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面吸附能依次为0.62和0.47 eV,而完整MoS_(2)表面的吸附能只有0.08 eV,说明掺杂之后对N_(2)表现出略好的吸附性能.差分电荷密度分析表明,N_(2)吸附后,掺杂Fe、Ir原子与两个N原子之间电荷有所增加,N-N键之间的区域电荷密度减少,N-N键的强度减弱.态密度计算结果发现,N_(2)在吸附过程中,主要是N原子的2p_(y)、2p_(z)轨道与Ir的5d_(xy)和5d_(z^(2))以及Fe的3d_(xy)和3d_(z^(2))发生杂化作用.通过分析解离活化能,N_(2)在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面解离需要活化能均较高,且远大于在相应掺杂表面的吸附能,说明N_(2)在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面解离应该表现为分子吸附或脱附. 展开更多
关键词 Fe、Ir 掺杂 单层MoS_(2) N_(2) 吸附与解离 活化能 密度泛函理论
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MOFs衍生多功能TiO_(2)的制备及其光催化应用进展
10
作者 李洁 张佳 +1 位作者 陈连喜 李小鹏 《化工新型材料》 北大核心 2025年第5期65-68,73,共5页
TiO_(2)是众所周知的功能性无机半导体光催化材料,于紫外光下在解决当今面临的特殊环境问题方面具有优异的性能。然而,TiO_(2)由于其宽带隙(3.1~3.4eV),只能吸收一小部分的太阳光光谱(λ<387nm),因此,为了将TiO_(2)的光学响应转移到... TiO_(2)是众所周知的功能性无机半导体光催化材料,于紫外光下在解决当今面临的特殊环境问题方面具有优异的性能。然而,TiO_(2)由于其宽带隙(3.1~3.4eV),只能吸收一小部分的太阳光光谱(λ<387nm),因此,为了将TiO_(2)的光学响应转移到可见光范围内,提高光催化活性,改善物质与光催化剂之间的相互作用以及活性位点等问题仍然是需要解决的挑战。简要介绍了TiO_(2)基材料的研究现状;重点阐述了MOF衍生功能性TiO_(2)的合成及光催化应用。总结了在改善Ti基新型光催化复合材料结构性能等方面的有效途径和方法,并分析了现存问题和挑战。 展开更多
关键词 金属有机框架 N掺杂TiO_(2) Ti基双金属MOF 光催化
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掺杂和点缺陷调控MoS_(2)/ZnO异质结光解水性能的第一性原理研究
11
作者 温俊青 王嘉辉 张建民 《高等学校化学学报》 北大核心 2025年第2期143-154,共12页
采用第一性原理计算方法研究了C,Pd元素掺杂及点缺陷MoS_(2)/ZnO异质结的电子结构、光学性质及光催化性能.计算结果表明,本征MoS_(2)/ZnO异质结具有0.66 eV的直接带隙,带边位置呈现Ⅱ型能带排列.掺杂和缺陷可以有效减小MoS_(2)/ZnO异质... 采用第一性原理计算方法研究了C,Pd元素掺杂及点缺陷MoS_(2)/ZnO异质结的电子结构、光学性质及光催化性能.计算结果表明,本征MoS_(2)/ZnO异质结具有0.66 eV的直接带隙,带边位置呈现Ⅱ型能带排列.掺杂和缺陷可以有效减小MoS_(2)/ZnO异质结的带隙,Pd@Zn为磁性半导体,V_(Mo)和V_(Zn)体系具有磁性半金属特性.掺杂和缺陷使MoS_(2)/ZnO异质结禁带之中出现杂质能级,有利于电子跃迁,吸收范围扩展至红外波段,在可见光范围(500~760 nm)内的光吸收系数提高.本征、掺杂与缺陷MoS_(2)/ZnO异质结体系界面处均存在由ZnO层指向MoS_(2)层的内建电场,促使本征MoS_(2)/ZnO异质结,C@S_(2),Pd@Zn,V_(S1),V_(S2)和V_(O)体系形成直接Z型异质结,促进了光生电子-空穴对的有效分离.异质结的带边电位跨过pH=0和7时的氧化还原电位,表明这些异质结可以在强酸溶液与中性溶液条件下进行氧化还原反应,且载流子具有较强的氧化还原能力.研究结果为基于MoS_(2)/ZnO异质结的设计提供了理论参考. 展开更多
关键词 MoS_(2)/ZnO异质结 掺杂缺陷 电子结构 光催化性能
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负载型改性TiO_(2)光催化降解水中布洛芬的研究
12
作者 魏婕 巩法涛 王淑晋 《水处理技术》 北大核心 2025年第8期68-76,共9页
以TiO_(2)为光催化剂,玻璃纤维布(GFC)为载体材料,通过溶胶凝胶法及浸渍涂覆法制得Fe、S共掺杂的Fe-S/TiO_(2)/GFC光催化剂。采用SEM、XRD、XPS、UV-vis等手段对其进行分析表征。单因素实验结果表明,当布洛芬溶液初始pH、光照强度、布... 以TiO_(2)为光催化剂,玻璃纤维布(GFC)为载体材料,通过溶胶凝胶法及浸渍涂覆法制得Fe、S共掺杂的Fe-S/TiO_(2)/GFC光催化剂。采用SEM、XRD、XPS、UV-vis等手段对其进行分析表征。单因素实验结果表明,当布洛芬溶液初始pH、光照强度、布洛芬的初始浓度、催化剂的投加量分别为5、54 000 lux、10 mg/L、0.15 g时,布洛芬的降解率最大,分别为80.7%、80.71%、81.64%、82.11%。再通过响应面模型分析得出布洛芬降解的最佳条件为布洛芬溶液pH为5.4、布洛芬溶液初始浓度10.31 mg/L、催化剂的投加量为0.15 g,此时的布洛芬降解率为80.04%。验证实验发现优化后实际响应值与预测的响应值间差距约为0.5%,表明响应面模型具有较好的拟合性,具有可靠性。自然水体中常见的阳离子如Na^(+)、K^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)对布洛芬的降解过程几乎无影响,常见的阴离子中Cl^(-)和HCO_(3)^(-)对布洛芬的降解有明显的抑制作用,SO42-的影响很小,而NO_(3)^(-)会促进布洛芬的降解。 展开更多
关键词 TiO_(2)光催化剂 铁硫掺杂改性 玻璃纤维布负载 布洛芬
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掺杂单层MoS_(2)电子结构与光催化性质的第一性原理计算 被引量：1
13
作者 徐启远 高朋 刘正堂 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第1期35-40,共6页
为了提高MoS_(2)的光催化能力,本研究基于第一性原理平面波赝势方法,对Cr、W、Fe、Co、Ni替换单层MoS_(2)晶格中的Mo进行研究.结果表明:W的替换能为正值,Cr、Fe、Co、Ni的替换能为负值.Cr、W掺杂晶格产生畸变主要是杂质原子的共价半径... 为了提高MoS_(2)的光催化能力,本研究基于第一性原理平面波赝势方法,对Cr、W、Fe、Co、Ni替换单层MoS_(2)晶格中的Mo进行研究.结果表明:W的替换能为正值,Cr、Fe、Co、Ni的替换能为负值.Cr、W掺杂晶格产生畸变主要是杂质原子的共价半径引起的;Fe、Co、Ni掺杂晶格产生畸变主要是掺杂原子的自旋导致的.Cr、W、Fe、Co、Ni掺杂单层MoS_(2)带隙类型没有发生改变,仍然为直接带隙,但禁带宽度变小,吸收带红移,尤其Fe、Co、Ni掺杂,导带下方有杂质能级使费米能级向高能方向移动,可以作为捕获电子陷阱,增加电子密度,减少光激发电子-空穴对的复合,有利于提升光催化能力. 展开更多
关键词 掺杂 单层二硫化钼 光催化 电子结构
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Zn^(2+)掺杂硫化物/氢氧化物异质结构的性能
14
作者 李涛 柳伟 +1 位作者 邵琛琛 李清萍 《电池》 CAS 北大核心 2024年第3期297-302,共6页
为提升硫化物的倍率性能和循环稳定性,采用两步电沉积法制备过渡金属硫化物/氢氧化物异质结构复合电极。在碳布上电沉积镍层,改良活性物质与碳布的接触活性;在硫代乙酰胺中添加Zn(NO3)2·7H_(2)O,制备Zn^(2+)掺杂的过渡金属硫化物/... 为提升硫化物的倍率性能和循环稳定性,采用两步电沉积法制备过渡金属硫化物/氢氧化物异质结构复合电极。在碳布上电沉积镍层,改良活性物质与碳布的接触活性;在硫代乙酰胺中添加Zn(NO3)2·7H_(2)O,制备Zn^(2+)掺杂的过渡金属硫化物/氢氧化物异质结构(NCS-Zn-2)。NCS-Zn-2在1 A/g电流下,比电容达到2 703 F/g,在150 A/g高电流下的比电容是1 A/g的40.8%,具有较好的倍率性能。NCS-Zn-2与活性炭组装的工作电压为1.6 V高电压水系非对称超级电容器,在794 W/kg的比功率下,具有79.9 W·h/kg的比能量,以20 A/g电流在0~1.6 V循环20 000次,电容保持率为98.7%。 展开更多
关键词 超级电容器 Zn2+掺杂 氢氧化物 硫化物 电化学性能
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掺杂不同稀土氧化物的Ga_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-ZnO-TiO_(2)-Tb_(2)O_(3)玻璃制备及磁光性能 被引量：1
15
作者 王丽 李娜 朱忠丽 《发光学报》 北大核心 2025年第2期305-314,共10页
采用高温熔融法制备了掺杂不同稀土氧化物(Pr_(6)O_(11),Ho_(2)O_(3),Dy_(2)O_(3))的Ga_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-ZnO-TiO_(2)-Tb_(2)O_(3)玻璃。研究了掺杂不同稀土氧化物对Ga_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-ZnO-TiO_(2)-Tb_(2)O_(3)玻璃的结构、物... 采用高温熔融法制备了掺杂不同稀土氧化物(Pr_(6)O_(11),Ho_(2)O_(3),Dy_(2)O_(3))的Ga_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-ZnO-TiO_(2)-Tb_(2)O_(3)玻璃。研究了掺杂不同稀土氧化物对Ga_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-ZnO-TiO_(2)-Tb_(2)O_(3)玻璃的结构、物理性质、光学性质和磁光性质的影响。掺杂不同稀土氧化物后,玻璃的密度、折射率和Verdet常数均有所增加。随着入射光波长和温度的增加,玻璃的Verdet常数的绝对值逐渐降低。在温度为298.15 K、入射光波长633 nm的条件下,当Tb_(2)O_(3)和Ho_(2)O_(3)的掺杂摩尔分数分别为40%和1%时,玻璃的Verdet常数达到-156.45 rad(/T·m),高于商用的Tb_(3)Ga5O_(12)晶体(-134 rad(/T·m));温度为298.15 K和入射光波长为515 nm时,玻璃的Verdet常数达到-189.80 rad(/T·m),这表明其在光电功能材料领域具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 Ga_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-ZnO-TiO_(2)玻璃 Tb^(3+)掺杂 Verdet常数 磁光性能
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Sm^(3+)掺杂SiO_(2)纳米棒的制备及发光性能研究
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作者 杨喜宝 宋禹昊 +3 位作者 吕航 陈双龙 王秋实 姚震 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第3期712-716,共5页
SiO_(2)纳米材料作为典型的纳米绝缘材料,其量子尺寸限制效应和不同类元素独特的光电特性相结合,在生物医药方面及纳米器件集成电子领域具有广泛应用。随着科学时代的到来,研究成果日益增加,稀土掺杂纳米发光材料的研究工作逐渐展开,其... SiO_(2)纳米材料作为典型的纳米绝缘材料,其量子尺寸限制效应和不同类元素独特的光电特性相结合,在生物医药方面及纳米器件集成电子领域具有广泛应用。随着科学时代的到来,研究成果日益增加,稀土掺杂纳米发光材料的研究工作逐渐展开,其应用范围也很广阔,如:信息显示、激光材料、光纤通信、甚至荧光探测。Sm^(3+)是一种重要的稀土氧化物离子材料,它在太阳能电池、纳米电子器件、半导体玻璃、生物化学传感器和纳米磁体等领域具有潜在应用。本研究使用热蒸发法合成了Sm^(3+)掺杂SiO_(2)纳米棒材料。通过扫描电镜、X射线衍射谱和拉曼散射光谱等手段对样品进行分析发现:Sm^(3+)掺杂SiO_(2)纳米棒为四方相晶体;随沉积温度降低,纳米棒直径增大,沉积密度减少,样品形貌由纳米棒状结构逐渐变为微米颗粒;由于Sm^(3+)离子半径较大,导致掺杂后SiO_(2)晶格衍射向小角度偏移,晶格常数增加,晶胞体积增大。Sm^(3+)掺杂SiO_(2)纳米棒的生长过程没有金属催化剂的影响。在饱和蒸汽压和Ar气流作用下,气态SiO_(2)会顺着气流方向沉积在温度不同的衬底区域上。在高温区优先沉积成晶核,由于腔体内残余氧气含量逐渐被消耗降低,纳米线在生长过程中直径逐渐减小,导致生成物顶部为针状。我们推断在衬底生成纳米线的同时Sm^(3+)替代少量Si^(4+)进入SiO_(2)晶格中。而在低沉积温度的基底上,随着腔体内氧含量降低,原子扩散驱动力弱,限制一维结构的生长,易生长出零维结构。Sm^(3+)掺杂SiO_(2)纳米棒的制备遵循气-固(VS)生长机制。Sm^(3+)掺杂SiO_(2)纳米棒的光学性能使用紫外吸收光谱、光致发光光谱进行分析,发现了Sm^(3+)掺杂纳米材料会促进晶体结构由单斜晶相向四方晶相的转换,进而引起UV谱中吸收带蓝移,文中实验制备的四方结构SiO_(2)纳米材料紫外吸收边蓝移,对应的带隙增大了0.7~0.8 eV。当受到激发后,不同于传统的无掺杂SiO_(2)纳/微米材料,Sm^(3+)离子掺杂后SiO_(2)将能量传递给Sm^(3+),材料展示出良好的Sm^(3+)稀土离子特征发光性能。该研究对SiO_(2)材料在光信息领域的应用具有重要指导意义。 展开更多
关键词 二氧化硅 掺杂 拉曼光谱 吸收光谱 发光性能
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稀土镨、钆离子掺杂改性纳米TiO_(2)的制备及光催化研究
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作者 何雪薇 周晟戎 +5 位作者 李光照 贺攀 况文 任建 田德斌 韩锐 《功能材料》 北大核心 2025年第5期5135-5142,5166,共9页
采用Pr(NO_(3))3·6H_(2)O、Gd(NO_(3))_(3)·6H_(2)O对纳米TiO_(2)进行稀土离子掺杂改性,制得Pr/TiO_(2)和Gd/TiO_(2)光催化剂,利用MB溶液模拟印染废水光催化降解实验,探讨了稀土掺杂改性纳米TiO_(2)对光催化活性的影响与最佳... 采用Pr(NO_(3))3·6H_(2)O、Gd(NO_(3))_(3)·6H_(2)O对纳米TiO_(2)进行稀土离子掺杂改性,制得Pr/TiO_(2)和Gd/TiO_(2)光催化剂,利用MB溶液模拟印染废水光催化降解实验,探讨了稀土掺杂改性纳米TiO_(2)对光催化活性的影响与最佳掺杂量。结果表明,掺杂Pr、Gd后,Pr/TiO_(2)和Gd/TiO_(2)的光吸收边带均出现红移现象,其能带宽度(E _(g))均接近3.0 eV,比未改性TiO_(2)的E_(g)降低了约7%,有效提高了光催化活性。在光催化降解实验中,当Pr和Gd掺杂量分别为1.0%和1.5%时,印染废水的降解效果最佳。Pr/TiO_(2)和Gd/TiO_(2)光催化剂在紫外光环境中的平衡降解率分别是未改性纳米TiO_(2)的1.45倍和1.64倍,在可见光环境中的平衡降解率分别是未改性纳米TiO_(2)的1.67倍和1.73倍,证明经稀土Pr、Gd离子掺杂改性纳米TiO_(2)的光催化活性显著提高。 展开更多
关键词 稀土 离子掺杂 改性 纳米二氧化钛 光催化
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基于不同荧光发色基团的Zn^(2+)荧光探针的研究进展
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作者 毛申 彭云佩 +4 位作者 刘聪聪 刘瑶 王琦 梁笑 王新潮 《理化检验（化学分册）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期433-439,共7页
荧光光谱法具有灵敏度高、选择性好、检出限低以及操作简单等特点,设计合成特异性识别和检测Zn^(2+)的荧光探针对化学、生物学、临床医学等研究具有十分重要的意义。以近年来文献报道的Zn^(2+)荧光探针为例,综述了基于不同荧光发色基团... 荧光光谱法具有灵敏度高、选择性好、检出限低以及操作简单等特点,设计合成特异性识别和检测Zn^(2+)的荧光探针对化学、生物学、临床医学等研究具有十分重要的意义。以近年来文献报道的Zn^(2+)荧光探针为例,综述了基于不同荧光发色基团的Zn^(2+)荧光探针的作用机制、应用与发展前景,为Zn^(2+)荧光探针研究提供了参考(引用文献44篇)。 展开更多
关键词 Zn^(2+) 荧光探针 荧光发色基团 研究进展
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Ce掺杂对CuZnAl催化剂CO_(2)加氢合成甲醇催化性能的影响
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作者 李炆轩 王斌 +3 位作者 李晶 郭建平 温月丽 黄伟 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第7期1-9,共9页
化石燃料利用造成了大量CO_(2)排放,引发一系列环境问题。通过CuZnAl催化剂热催化CO_(2)转化为甲醇是一种有效的CO_(2)减排方式,但该催化剂的催化性能还有很大的提升空间。采用原位共沉淀法制备了不同Ce掺杂量(质量分数)的CZACex催化剂... 化石燃料利用造成了大量CO_(2)排放,引发一系列环境问题。通过CuZnAl催化剂热催化CO_(2)转化为甲醇是一种有效的CO_(2)减排方式,但该催化剂的催化性能还有很大的提升空间。采用原位共沉淀法制备了不同Ce掺杂量(质量分数)的CZACex催化剂,浸渍法制备了CZA-5%Ce,并考察了不同Ce掺杂方法对催化剂物化性质的影响。结合XRD、N_(2)吸/脱附、H_(2)-TPR和XPS等对催化剂的物化性质和Ce的作用机理进行了探究。结果表明,Ce掺杂能够为催化剂提供丰富的氧空位,氧空位能够有效促进CO_(2)转化,提高CO_(2)转化率。不同掺杂方式制得的催化剂织构性质和Ce作用形式存在明显差异,浸渍法掺杂Ce可增强Ce物种与Cu物种间的相互作用,更有利于氧空位和Ce^(3+)的形成,从而使CZA-5%Ce具有最佳的催化性能,在250℃、3 MPa和V(H_(2)):V(CO_(2))=3:1的条件下,CZA-5%Ce的CO_(2)转化率为15.63%,甲醇选择性为36.35%,甲醇时空收率为83.35 mg/(mL·h)。 展开更多
关键词 CO_(2)加氢 甲醇 CuZnAl催化剂 CE掺杂 氧空位
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硼掺杂氮基石墨烯检测变压器油中溶解气体CO和CO_(2)的密度泛函理论研究
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作者 蔡天姿 张海丰 +4 位作者 林海丹 张子龙 周鹏宇 王柏林 李小年 《化工学报》 北大核心 2025年第4期1841-1851,共11页
一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO_(2))是检测变压器故障的重要特征气体,其组分可以有效反映变压器的运行状态。为实现特征气体的快速精准检测,提出了一种利用新型材料硼(B)掺杂氮(N)基石墨烯检测变压器油中溶解特征气体CO和CO_(2)的方法。结... 一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO_(2))是检测变压器故障的重要特征气体,其组分可以有效反映变压器的运行状态。为实现特征气体的快速精准检测,提出了一种利用新型材料硼(B)掺杂氮(N)基石墨烯检测变压器油中溶解特征气体CO和CO_(2)的方法。结合密度泛函理论(DFT)探究了CO、CO_(2)气体在B掺杂石墨氮(graphitic-N)、吡啶氮(pyridinic-N)和吡咯氮(pyrrolic-N)石墨烯基底上的吸附和活化行为。从理论上探讨B掺杂氮基石墨烯(BN-X/G)在特征气体吸附后的几何结构、电荷密度、电子态密度以及能带结构的变化。结果显示,CO、CO_(2)在B掺杂graphitic-N基石墨烯上的吸附能分别为-0.18和-0.20 eV,与其他掺杂基底具有显著的性能差异,表现出更强的吸附性能。电子局域函数(ELF)构型及Bader电荷结果显示,CO和CO_(2)分别向BN-G/G基底输出0.013 e和0.009 e的电荷转移,加强了特征气体与基底之间的相互作用。态密度(DOS)结果表明,B掺杂提高了N-G/G的p带中心,B与graphitic-N原子之间有明显的轨道杂化现象并形成共价键,促进吸附性能的增强。本研究可为变压器油中溶解性特征气体在杂原子掺杂石墨烯材料的吸附机理及气体传感器的理性设计提供参考。 展开更多
关键词 变压器油 石墨烯 掺杂 吸附 CO CO_(2)
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