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科学通报 2021年第16期66卷 1998-2009页

作者：赵明文夏曰源梅良模山东大学物理学院济南250100

低维材料具有大的比表面积、独特的电子结构和优异性能,在新能源、信息等领域具有重要的应用前景.低维材料所具有的特殊电子态可以突破传统半导体材料的尺寸极限,是后摩尔时代重要的候选材料.如何有效地调控低维材料电子结构以满足特定... 详细信息

低维材料具有大的比表面积、独特的电子结构和优异性能,在新能源、信息等领域具有重要的应用前景.低维材料所具有的特殊电子态可以突破传统半导体材料的尺寸极限,是后摩尔时代重要的候选材料.如何有效地调控低维材料电子结构以满足特定功能的需要是实现这一应用的关键.本文从一维纳米管和二维层状材料中的"缺陷效应"出发,对我们课题组在低维材料电子结构调控方面的研究结果进行综述,揭示空位和吸附原子等点缺陷以及表面修饰和内部填充等对材料的电子结构、电子自旋极化和激发态特性的调控机制与规律,为低维材料在新型电子器件等领域的应用提供依据.

关键词：纳米管二维材料缺陷效应电子态调控第一性原理计算

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Co_3O_4/Au超薄片电子态调控及电化学析氧性能研究

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现代化工 2019年第1期39卷 150-153,155页

作者：孙得娟陆亚林中国科学技术大学化学与材料科学学院安徽合肥230026

通过溶剂热法以及后续热处理得到2. 6 nm厚的超薄多孔Co_3O_4纳米片,这种超薄多孔结构可为反应提供更多的活性位点。并且通过简单的浸渍法在纳米片表面负载金颗粒,对纳米片进行金修饰实现对Co^(2+)/Co^(3+)的价态比例调控,其中Co^(2+)... 详细信息

通过溶剂热法以及后续热处理得到2. 6 nm厚的超薄多孔Co_3O_4纳米片,这种超薄多孔结构可为反应提供更多的活性位点。并且通过简单的浸渍法在纳米片表面负载金颗粒,对纳米片进行金修饰实现对Co^(2+)/Co^(3+)的价态比例调控,其中Co^(2+)更利于提高电催化析氧活性。结果表明,相比于未负载的Co_3O_4纳米片,金负载量为7%的Co_3O_4/Au样品析氧性能提高20%以上,并展示出更好的稳定性。

关键词：电催化析氧四氧化三钴纳米金电子态调控

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尖晶石氧化物在肿瘤诊疗应用领域研究进展

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化学学报 2023年第8期81卷 949-954页

作者：张媛郑贝宁符美春冯守华吉林大学化学学院无机合成与制备化学国家重点实验室长春130012 吉林大学物理学院长春130012

尖晶石氧化物的元素组成多样、阳离子占位灵活、价态多变以及电子结构丰富,由此带来了丰富的物理化学性质.近年来,更是作为一类重要的无机纳米肿瘤诊疗剂,在肿瘤的标记、诊断与治疗领域展示出了优异的潜力.尖晶石氧化物AB2O4的结构组成... 详细信息

尖晶石氧化物的元素组成多样、阳离子占位灵活、价态多变以及电子结构丰富,由此带来了丰富的物理化学性质.近年来,更是作为一类重要的无机纳米肿瘤诊疗剂,在肿瘤的标记、诊断与治疗领域展示出了优异的潜力.尖晶石氧化物AB2O4的结构组成中A-O四面体与B-O八面体的比例固定,由B-O八面体中d轨道劈裂计算得到的eg轨道占据率,能够作为多种催化反应的描述符,因此,在多种肿瘤治疗过程中建立尖晶石氧化物的电子态结构与诊疗性能间的构效关系上展现出独特的优势.

关键词：尖晶石电子态调控光热治疗光动力治疗活性氧催化

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非金属杂环有机电催化剂的设计及催化活性研究

非金属杂环有机电催化剂的设计及催化活性研究

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作者：赵子杰青岛大学

学位级别：硕士

碳基催化剂的来源广泛、导电性能较好、结构延展性较强、孔隙丰富且抗腐蚀性出色,是贵金属催化剂的理想替代品。然而,在对碳基催化剂进行深入研究的过程中,往往会遇到材料结构不清晰、活性位点不明确等问题。此外,常规的缺陷工程材料和... 详细信息

碳基催化剂的来源广泛、导电性能较好、结构延展性较强、孔隙丰富且抗腐蚀性出色,是贵金属催化剂的理想替代品。然而,在对碳基催化剂进行深入研究的过程中,往往会遇到材料结构不清晰、活性位点不明确等问题。此外,常规的缺陷工程材料和杂原子掺杂材料无法对活性位点的数量和位置进行精确的控制,这也限制了对碳基催化剂本征活性的深入探究。因此,寻找结构可控的电催化活性中心载体材料至关重要。为了解决上述问题,本论文采用有机合成的方法,构建了结构明确、活性位点可控的含有硫、氮杂原子的共轭微孔聚合物和含有不同硫族酚的小分子,并对其氧还原电催化活性进行了深入研究,具体内容如下:(1)采用Sonogashira偶联,一步合成共轭微孔聚合物(CMPs),并且在不改变分子构型的前提下,均匀定向地引入不同杂原子数的杂环结构来调节无金属CMPs的电子环境。由于杂环中杂原子的电负性不同,不同杂环对CMPs的电荷分布有显著的调节作用,不仅诱导了活性位点的产生,还能提高分子偶极矩,优化氧吸附能。此外,这些杂环结构可以有效地激活间隔的sp杂化碳原子,从而降低自由能,这对催化过程非常重要。实验表明,含噻二唑杂环的CMP-Tdz/C相比于含噻唑杂环的CMP-Tz/C和含噻吩杂环的CMP-Tp/C有着更好的氧还原电催化性能和优异的稳定性,它的半波电位(0.77 V)更大、转移电子数更接近4、动力学速度也更快。经过对比,CMP-Tdz/C在近年报道的CMPs基和大多数无金属碳基催化剂中表现出最高的性能。此外,理论计算进一步证实了不同杂环对电催化过程中分子表面电势的影响。在利用CMP-Tdz/C催化剂组装成锌空电池后,它也显示出较高的电流密度(117.9 m A cm)和最大功率密度(0.205 W cm)。(2)与聚合物相比,小分子的纯度高、单分散性强、批量再现性好,可以根据其化学结构精确地建立模型。因此,我们进一步从芴基分子出发,将其中一个苯环替换为噻吩,打破其对称的分子结构,然后引入不同的硫族酚,设计合成了带有噻吩(Asy-S),呋喃(Asy-O)和硒酚(Asy-Se)的新型茚并噻吩基小分子,研究了具有精确结构的小分子氧还原电催化剂的催化活性。密度泛函理论(DFT)计算表明,含硒酚的Asy-Se拥有离域的分子轨道,电荷分布更加集中,中心五元杂环上β位的碳原子也被有效地激活,促进了氧还原的反应过程。经过实验发现,Asy-Se/C在氧还原电催化的过程中拥有更高的半波电位(0.66 V),和更好的稳定性,动力学速度更快,组装成锌空电池后,其电流密度(56.92 m A cm)和最大功率密度(0.138 W cm)也相对较高,稳定性强。

关键词：氧还原反应五元杂环有机电催化剂电子态调控

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