石墨烯/h-BN异质结中带宽调制的反转整流特性

构建了由扶手椅型石墨烯和六方氮化硼(石墨烯/h-BN)杂化纳米带组成的异质结,利用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法研究了异质结的电流整流特性。计算结果表明,具有较小(大)带宽的异质结出现了新奇的反向(正向)整流行为,而整流方向与异质结的界面类型无关。研究表明,可通过控制石墨烯/h-BN异质结的宽度设计出具有反转整流特性的纳米器件。     

嵌入石墨烯三角环的纳米光纤电磁场特性研究

光纤中掺杂不同材料将会对其物理特性产生影响。建立了嵌入不同尺寸三角形石墨烯环的纳米光纤模型,采用有限元法对其电磁特性进行了计算和模拟,分析了光纤中的能量密度均值和电磁场强度分布。通过与基准光纤对比,发现石墨烯环嵌入不改变光纤各物理量的分布情况,只是降低相应的强度。通过改变石墨烯环的尺寸,结果显示石墨烯环尺寸越小对光纤中的光传输产生的影响越大。     

氧化锌纳米棒阵列/p型金刚石异质结的制备及其光催化性能

本文通过水热法在硼掺杂金刚石膜上制备了ZnO纳米棒阵列,并采用X射线衍射仪(XRD)、Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)等手段对样品的形貌和结构进行表征。电学性能测试结果表明,ZnO纳米棒阵列/p型金刚石异质结具有很好的整流特性。光催化性能研究结果表明,ZnO纳米棒阵列与p型金刚石之间形成的异质结效应使ZnO纳米棒阵列/p型金刚石异质结光催化剂具有良好的光催化性能,在紫外光照射下,其对甲基橙的降解率达到73%。     

基于TiO_2/石墨烯的光催化材料降解腐殖酸

针对水热法制备的氮掺杂TiO_2/还原氧化石墨烯纳米颗粒(NTG)分离回收性及稳定性差的问题,采用电化学法制备了氮掺杂TiO_2纳米管/还原氧化石墨烯复合膜(ENTG),并通过场发射扫描电镜(FESEM)等表征其特性。结果表明,ENTG中纳米管阵列的管径约为167 nm、管长约为6μm,TiO_2晶型为锐钛矿相,氮以间隙掺杂形式进入TiO_2晶格。不同光催化剂(TiO_2纳米管TNT、氮掺杂TiO_2纳米管N/TNT、NTG、ENTG)对腐殖酸(HA)的去除效果表明,当HA浓度较低时,4种光催化剂去除HA的过程均符合准一级动力学模型;无论在紫外光区还是可见光区,ENTG的光催化性能均优于其他3种催化剂,且在可见光区去除HA的效果更好。另外,光催化重复试验结果表明,ENTG分离回收方便且催化稳定性较好,在饮用水处理领域具有较大的应用潜能。     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂PtCo/ZrO_2-RGO的制备及性能研究

实验采用Hummers法合成氧化石墨(GO),浸渍还原法一步还原氧化石墨和贵金属盐及金属氧化物,制备了纳米ZrO_2掺杂石墨烯负载PtCo(PtCo/ZrO_2-RGO)催化剂,利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对其进行表征,运用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)研究纳米PtCo/ZrO_2-RGO对甲醇电催化氧化活性和稳定性,正向阳极峰电流密度(If)与反向阳极峰电流密度(Ib)的比值可反应甲醇的氧化率以及中间含碳物质的中毒耐受性,PtCoRGO和PtCo/ZrO_2-RGO的If/Ib值分别为2.67和3.20。在1 000次循环之后PtCo/ZrO_2-RGO的I_n/I_0值仍是91%,高于PtCo-RGO的I_n/I_0的值88%。     

基于氮掺杂纳米碳材料的直接甲醇燃料电池催化剂的研究进展

寻求清洁、无污染的新能源是全球可持续发展迫切需要解决的重大课题。直接甲醇燃料电池(direct methanol fuel cells)因其操作温度低、能量效率高、污染排放少及燃料便于运输等优点,受到了人们的普遍关注。其中电极催化剂材料是决定直接甲醇燃料电池性能、寿命和成本的关键因素之一。近年来,纳米碳材料和掺杂技术的兴起有力推动了直接甲醇燃料电池的发展。综述了氮掺杂纳米碳材料在直接甲醇燃料电池电极催化剂方面最新的研究进展,主要对氮掺杂纳米碳材料的制备方法、微结构调控和对甲醇氧化及氧还原反应的促进机理作了详细的评述,并展望了氮掺杂纳米碳材料作为直接甲醇燃料电池电极催化剂的发展趋势。     

负载型纳米铁化学反硝化法去除硝酸盐氮的研究

采用液相还原法制备了以石墨为载体的负载型纳米铁，并以其为还原剂进行化学反硝化，考察了此种材料还原硝酸盐氮的特性。结果表明，负载型纳米铁在中性条件下能够快速将硝酸盐氮还原而去除；铁量相同而不同铁碳比的负载型纳米铁还原硝酸盐氮的速率有所不同；体系初始pH值越低则负载型纳米铁还原硝酸盐氮的速率越快，pH值为2时可在15min内将浓度为80mg／L的硝酸盐氮全部去除；体系中的溶解氧会与NO3^-争夺电子，在pH值较低时NO3^-的还原受溶解氧的影响较大；负载型纳米铁可构成微小原电池，在化学反硝化反应中Fe起主要作用，Fe^2＋对反应有促进作用。     

石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光热偏转特性研究

针对传统双层悬臂梁存在吸收效率低的难题,提出了一种通过激发石墨烯纳米带表面等离激元以提高悬臂梁光热偏转特性的方法。首先,基于有限元法建立了石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光学模型,并通过优化石墨烯纳米带及悬臂梁的结构参数,实现了对入射光波的完美吸收(100%);其次,建立了悬臂梁的热力学模型,采用Ansys软件仿真计算了脉冲激光参数对悬臂梁光热偏转特性的影响。结果表明:在波长为10.7μm处,石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光热偏转灵敏度是传统双层悬臂梁光热偏转灵敏度的5倍,并且,在9.5~13.5μm的整个宽波段范围内,石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光热偏转灵敏度均大于传统双层悬臂梁光热偏转灵敏度的4倍。     

掺杂碳量子点的二氧化硅纳米管的合成与表征

为了得到掺杂碳量子点的二氧化硅纳米管,首先将有机硅烷前驱体在软模板剂P123作用下通过水解、晶化过程合成形貌、结构清晰的有机氧化硅纳米管,再在高温下对其进行碳化,即可得到掺杂碳的二氧化硅纳米管。采用场发射透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附脱附等温线(BET)、热重(TG)、拉曼光谱(Raman spectrum)和荧光光谱(photoluminescence spectrum)等表征手段对掺杂碳的二氧化硅纳米管的结构与特性进行表征、分析。结果表明,通过高温碳化,制备了具有介孔管状结构的掺杂碳的二氧化硅纳米管。最后用氢氟酸处理除去二氧化硅,发现剩余物为大小约2~4nm的碳纳米颗粒,该颗粒具有清晰的晶格条纹和荧光发光性能,证明了合成的纳米管中的碳为碳量子点。     

介绍几种硼酐基质抗渗涂料

许多渗碳或碳氮共渗零件,往往有一些部位不希望渗碳或碳氮共渗。过去常采用切去渗碳层或镀铜的方法达到此目的。切碳法虽可靠,但费工费料、工艺复杂、且渗后不能直接淬火;镀铜法被广泛采用,但工艺烦琐、成本较高,对碱性镀钢的废液不易处理。为了解决上述问题,南京汽车齿轮厂进行了用抗渗涂料代镀铜的新技术研究工作,经多次试验,找到了几种以氧化硼(硼酐)为基质的涂料,获得良好效果。现简介如下: