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纳米TiO_2掺杂炭膜的制备及其CO_2分离性能

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新型炭材料 2014年第3期29卷 225-230页

作者：王婵黄彦南京工业大学化学化工学院材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009

以钛酸丁酯为原料、聚乙二醇为稳定剂,采用溶胶—凝胶法制备含球形TiO2纳米粒子的溶胶,将其与碳前驱体聚糠醇均匀混合后涂敷于多孔Al2O3基体表面,最后经炭化处理制得TiO2-C/Al2O3复合膜。采用SEM、TEM、XRD、粒径分析等手段对样品进行表... 详细信息

以钛酸丁酯为原料、聚乙二醇为稳定剂,采用溶胶—凝胶法制备含球形TiO2纳米粒子的溶胶,将其与碳前驱体聚糠醇均匀混合后涂敷于多孔Al2O3基体表面,最后经炭化处理制得TiO2-C/Al2O3复合膜。采用SEM、TEM、XRD、粒径分析等手段对样品进行表征,并测定炭膜对CO2、N2和CH4的渗透性能。结果表明,聚乙二醇能有效控制钛酸丁酯的水解,不仅有利于形成粒径小而均匀的球形纳米TiO2粒子,而且可促进TiO2粒子在聚糠醇中的均匀分散。TiO2粒子的掺杂明显提高了炭膜的CO2渗透率及渗透选择性。其中,CO2渗透率、CO2/N2选择性和CO2/CH4选择性分别可达7.0"10-8mol·m-2·s-1·Pa-1、34和64。TiO2的掺杂有利于产生更多渗透通道,但也会阻断炭材料本身的渗透通道,因此TiO2的掺杂量存在最佳范围。

关键词：炭膜纳米TiO2 CO2分离溶胶一凝胶法掺杂

浸渗掺杂技术在制备半透明氧化铝陶瓷中的应用

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无机材料学报 2013年第4期28卷 375-380页

作者：刘冠伟谢志鹏吴音清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084 北京有色金属研究总院动力电池研究中心北京100088

实验证实了可以使用液相前驱体浸渗技术来均匀引入添加剂和制备半透明氧化铝陶瓷。首先在不同的浸渗条件下使用硝酸钇的水溶液浸渗了预烧的氧化铝坯体。通过线扫描表征了沿坯体厚度方向上的钇元素分布情况,发现当试样厚度更小,溶液浓度... 详细信息

实验证实了可以使用液相前驱体浸渗技术来均匀引入添加剂和制备半透明氧化铝陶瓷。首先在不同的浸渗条件下使用硝酸钇的水溶液浸渗了预烧的氧化铝坯体。通过线扫描表征了沿坯体厚度方向上的钇元素分布情况,发现当试样厚度更小,溶液浓度更低时,钇元素分布更加均匀,而且引入量的调控也更为精确。通过假设气孔被溶液完全填充,提出了预测浸渗引入理论量的公式。最后使用浸渗方法制备了透明氧化铝陶瓷,发现与球磨制备的样品相比,浸渗制备的材料显微组织更为均匀,透光性能也更好。

关键词：浸渗半透明氧化铝光学性能掺杂均匀性

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Fe掺杂GaN光电特性的第一性原理研究

物理学报 2018年第10期67卷 163-170页

作者：贾婉丽周淼王馨梅纪卫莉西安理工大学理学院西安710048

基于密度泛函理论体系,计算了本征GaN材料和12.5%的Fe掺杂GaN体系的光电特性,分析了晶体结构、能带结构和电子态分布、介电函数、吸收系数、折射率、反射率、能量损失谱和消光系数,从理论上讨论了掺杂对体系光电特性的影响.计算所得理想... 详细信息

基于密度泛函理论体系,计算了本征GaN材料和12.5%的Fe掺杂GaN体系的光电特性,分析了晶体结构、能带结构和电子态分布、介电函数、吸收系数、折射率、反射率、能量损失谱和消光系数,从理论上讨论了掺杂对体系光电特性的影响.计算所得理想GaN的禁带宽度为3.41 eV,Fe的重掺杂体系明显变窄,为3.06 eV,但仍为直接带隙半导体.本征GaN材料与Fe掺杂GaN体系的静态介电常数为5.74和6.20,折射率为2.39和2.48,能量损失最大值在20.02 eV和18.96 eV,最大吸收系数能量均在13.80 eV左右.计算结果为Fe掺杂GaN高压光电导开关材料及器件的进一步研究提供了有力的理论依据和实验支持.

关键词： GaN晶体掺杂光电特性第一性原理

钼掺杂铜硅钙石的制备及其抗菌性能和细胞相容性研究

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无机材料学报 2021年第7期36卷 738-744页

作者：王恩典常江中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室上海200050 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

含铜生物材料在高浓度铜离子释放时对细菌有优异的抑制作用,但同时具有细胞毒性;而在低浓度铜离子释放时虽然具有良好的细胞相容性,但其抗菌性能低。因此,开发一种含铜生物材料,使其能够在高浓度铜离子释放情况下同时具有优异抗菌性能... 详细信息

含铜生物材料在高浓度铜离子释放时对细菌有优异的抑制作用,但同时具有细胞毒性;而在低浓度铜离子释放时虽然具有良好的细胞相容性,但其抗菌性能低。因此,开发一种含铜生物材料,使其能够在高浓度铜离子释放情况下同时具有优异抗菌性能和良好细胞相容性,具有重要意义。本研究利用钼和铜之间的拮抗作用原理,采用溶胶–凝胶法制备了钼掺杂铜硅钙石,并通过细菌平板实验和细胞活力实验评价了材料的抗菌性能和细胞相容性。实验结果显示,钼掺杂铜硅钙石释放的高浓度铜离子(高于8.87μg·mL^(-1))对金黄色葡萄球菌有良好的抑制性能。同时,由于铜钼离子的拮抗作用能降低高浓度铜离子对细胞的毒性,钼掺杂铜硅钙石释放的铜离子在9.65μg·mL^(-1)的高浓度下依然能保证人脐静脉内皮细胞存活率高达90%。因此,钼掺杂可以作为含铜生物材料降低其细胞毒性的一种有效途径,为开发低细胞毒性含铜抗菌生物材料提供了新的路径。

关键词：铜生物材料钼掺杂铜硅钙石抗菌性能细胞相容性

TM掺杂的Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体电磁性质的第一原理计算

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物理学报 2006年第2期55卷 873-878页

作者：林秋宝李仁全曾永志朱梓忠厦门大学物理系

使用基于自旋局域密度泛函理论的第一性原理方法对3d过渡金属(TM=V,Cr,Mn,Fe,Co和Ni)掺杂的Ⅲ-Ⅴ族半导体(GaAs和GaP)的电磁性质进行了计算.结果发现:用V,Cr和Mn掺杂时体系将出现铁磁状态,而Fe掺杂时将出现反铁磁状态,Co和Ni掺杂时,其... 详细信息

使用基于自旋局域密度泛函理论的第一性原理方法对3d过渡金属(TM=V,Cr,Mn,Fe,Co和Ni)掺杂的Ⅲ-Ⅴ族半导体(GaAs和GaP)的电磁性质进行了计算.结果发现:用V,Cr和Mn掺杂时体系将出现铁磁状态,而Fe掺杂时将出现反铁磁状态,Co和Ni掺杂时,其磁性则不稳定.其中,Cr掺杂的GaAs和GaP将可能是具有较高居里温度的稀磁半导体(DMS).在这些DMS系统中,V离子的磁矩大于理论期待值,Fe,Co和Ni离子的磁矩小于理论期待值,Cr和Mn离子的磁矩与期待值的差距取决于晶体的对称性以及磁性离子的能带分布.此外,使用Si和Mn共同对Ⅲ-Ⅴ族半导体进行掺杂,将有利于DMS表现为铁磁状态,并可以使体系的TC进一步提高.

关键词：稀磁半导体过渡金属掺杂共掺杂

金属离子掺杂提高全无机钙钛矿纳米晶发光性质的研究进展

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物理学报 2020年第18期69卷 197-207页

作者：于鹏曹盛曾若生邹炳锁赵家龙广西大学物理科学与工程技术学院南宁 530004 广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室南宁 530004

金属卤化物钙钛矿纳米晶由于其卓越的光电子性能,在发光二极管、激光器、X射线成像、太阳能电池及光电探测等领域中受到了极大的关注.与有机-无机杂化钙钛矿纳米晶相比,全无机钙钛矿CsPbX3(X=Cl,Br,I)纳米晶具有更优异的光电性能和更高... 详细信息

金属卤化物钙钛矿纳米晶由于其卓越的光电子性能,在发光二极管、激光器、X射线成像、太阳能电池及光电探测等领域中受到了极大的关注.与有机-无机杂化钙钛矿纳米晶相比,全无机钙钛矿CsPbX3(X=Cl,Br,I)纳米晶具有更优异的光电性能和更高的稳定性.为进一步提高CsPbX3纳米晶的光致发光量子效率和稳定性,有研究已经着手调控纳米晶的微观结构,减少作为非辐射复合中心的缺陷.近年来,在金属离子掺杂CsPbX3纳米晶过程中,发现不同种类和不同掺杂浓度的金属离子对其电子能带结构和光致发光性能有着巨大的影响,基于金属离子掺杂取得了光致发光量子效率接近100％的CsPbX3纳米晶.本文综述了近年来在CsPbCl3,CsPbBr3,CsPbI3和Mn2+掺杂CsPbX3(Mn2+:CsPbX3)四种体系中通过金属离子掺杂提高全无机钙钛矿纳米晶光学性能的研究进展及其性能提升的物理机制.此外,提出了下一步还需要深入研究的一些问题和策略,通过这些问题的深入研究,希望能促使全无机钙钛矿纳米晶在各种光电器件中得到更广泛的应用.

关键词：金属离子掺杂全无机钙钛矿发光量子效率

来源：评论

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金属元素掺杂对TiAl合金力学性能的影响

物理学报 2016年第7期65卷 256-264页

作者：王海燕胡前库杨文朋李旭升河南理工大学材料科学与工程学院焦作454000

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了金属元素X(X分别表示V,Nb,Ta,Cr,Mo和W)掺杂对TiAl合金性能的影响.研究发现,掺杂可以有效减小合金的各向异性,增强Ti-Al原子间的相互作用,同时增强金属键性,减弱共价键性,有利于塑性变形.在... 详细信息

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了金属元素X(X分别表示V,Nb,Ta,Cr,Mo和W)掺杂对TiAl合金性能的影响.研究发现,掺杂可以有效减小合金的各向异性,增强Ti-Al原子间的相互作用,同时增强金属键性,减弱共价键性,有利于塑性变形.在相同的压力下,不同的掺杂浓度和掺杂元素对体积的影响不同.通过计算不同掺杂体系的弹性常数、体弹模量和剪切模量可知:当掺杂浓度为6.25%时,相对于V,Nb和Ta,Cr,Mo和W掺杂能较好地改善TiAl金属间化合物的韧性;当掺杂浓度为12.5%时,相对其他掺杂元素Mo的韧化作用最强.从Mo掺杂后Ti Al体系的分波态密度和电荷密度图,发现Mo和Ti原子发生强烈的s-s,p-p,d-d电子相互作用,有效地束缚了合金中Ti和Al原子的迁移,有助于提高合金的稳定性和强度.

关键词： TiAl合金掺杂力学性能第一性原理

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铈掺杂钛酸钡微粉制备与微波吸收特性研究

无机材料学报 2008年第5期23卷 891-896页

作者：刘延坤田言冯玉杰武晓威韩霞光哈尔滨工业大学环境科学与工程系哈尔滨150090 黑龙江省化工研究院哈尔滨150076

采用溶胶-凝胶法制备了稀土铈掺杂钛酸钡纳米晶粉体,借助XRD、Raman、SEM以及矢量网络分析仪等分析测试手段对样品晶相、晶格常数、粒径、表面形貌及微波吸收特性进行了研究.结果表明:铈掺杂样品均形成四方相钛酸钡微晶,晶粒发育良好.... 详细信息

采用溶胶-凝胶法制备了稀土铈掺杂钛酸钡纳米晶粉体,借助XRD、Raman、SEM以及矢量网络分析仪等分析测试手段对样品晶相、晶格常数、粒径、表面形貌及微波吸收特性进行了研究.结果表明:铈掺杂样品均形成四方相钛酸钡微晶,晶粒发育良好.随着铈掺杂量增大,晶粒逐渐细化,晶格常数a变大,晶格常数c减小;与未掺杂钛酸钡相比,在2～18GHz频率范围内,稀土铈掺杂材料(掺杂量0.2%)的反射损耗明显地提高,反射峰发生蓝移,尤其5.8GHz和7GHz处反射损耗分别提高了15dB和30dB,频带拓宽近2倍.由此可见铈掺杂有利于改善钛酸钡材料的微波吸收特性.

关键词：稀土铈掺杂钛酸钡微波吸收特性

掺杂半导体β-FeSi_2电子结构及几何结构第一性原理研究

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物理学报 2005年第11期54卷 5308-5313页

作者：潘志军张澜庭吴建生上海交通大学材料科学与工程学院教育部高温材料及测试开放实验室

采用基于第一性原理的密度泛函理论全势线性缀加平面波法,使用广义梯度近似处理交换相关势能,首先计算了β-FeSi2的电子结构及其各元素各亚层电子的能态密度,β-FeSi2的电子能态密度主要由Fe的d层电子和Si的p层电子的能态密度确定;其次... 详细信息

采用基于第一性原理的密度泛函理论全势线性缀加平面波法,使用广义梯度近似处理交换相关势能,首先计算了β-FeSi2的电子结构及其各元素各亚层电子的能态密度,β-FeSi2的电子能态密度主要由Fe的d层电子和Si的p层电子的能态密度确定;其次通过计算不同掺杂系统的总能量确定了掺杂原子在β-FeSi2中的置换位置,在β-FeSi2中,Co置换FeⅡ位置的Fe原子,Al置换SiⅠ位置的Si原子,这种择位置换与现有的计算结果完全一致;最后计算了Fe1-xCoxSi2和Fe(Si1-xAlx)2的电子结构,对它们的电子结构特征进行了分析,并探讨了电子结构对其热电性能(塞贝克系数、电传输及热传输性能)的影响.

关键词：第一性原理,电子结构,热电性能,FeSi2 β-FeSi2 电子结构第一性原理几何结构掺杂半导体计算结果密度泛函理论能态密度