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二维InSe基异质结及碳氮化合物在光吸收和气体存储方面的研究

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二维InSe基异质结及碳氮化合物在光吸收和气体存储方面的研究

作者：肖珊珊南京邮电大学

学位级别：硕士

随着经济和人口的持续增长,能源紧缺和气体污染的环境问题日益严峻,开发能代替传统化石燃料的可再生新能源以及能够吸收污染气体的材料是解决环境污染问题的两大出路。2D半导体材料具有更大的比表面积,且带边可调,具备良好的光电性质,... 详细信息

随着经济和人口的持续增长,能源紧缺和气体污染的环境问题日益严峻,开发能代替传统化石燃料的可再生新能源以及能够吸收污染气体的材料是解决环境污染问题的两大出路。2D半导体材料具有更大的比表面积,且带边可调,具备良好的光电性质,在光催化和气体存储等领域中有着非常广阔的应用前景。首先,为了探寻能够将太阳能转化为化学能的光催化材料,本文研究了几种二维范德华(vd W)异质结材料在光催化中光吸收和激发电荷转移方面的性能。其次,一些含碳和氮的污染气体对环境和人类健康均具有严重的危害,为了寻找稳定高效的气体吸附材料,本文研究了g-CN、CN和CN三种2D碳氮材料在含碳氮污染气体中的吸附情况。主要研究成果如下:(1)通过第一性原理和多体微扰理论发现,层间耦合强、光激发通道短的2D vd W异质结材料有利于形成新型光生激子,且具有较好的光吸收能力。二维II型vd W异质结构In Se/β-Sb和In Se/BP在光照下的跃迁概率高达500 Debye以上,可以通过直接的层间光激发形成明亮的层间激子。进一步研究了Mo S/Mo Se、Mo S/WSe、WS/Mo Se和In Se/BP等几种异质结构,总结出层间耦合强、光激发通道短的异质结材料更容易产生强的直接层间激子。(2)根据第一性原理计算,研究了CH、CO、CO、NH、NO和NO几种小分子在二维极性g-CN材料上的吸附特性,发现二维极性g-CN材料可以作为NH的可逆捕获衬底材料。极性材料g-CN在上表面和下表面吸附NH不同的吸附强度(-0.38/-0.21 e V)可以实现吸附和解吸行为。COHP和AIMD表明,g-CN在吸脱附NH时具有稳定性,可作为气体存储材料。(3)通过模拟计算研究了大孔隙CN和小孔隙CN在CH、CO、CO、NH、NO和NO气体吸附方面的情况。吸附能的结果对比显示,CN比CN在气体吸附上效果更好,其中CN对NO有着选择性吸附,表现出了较强的吸附能(-1.05 e V)和明显的电荷转移。因此,在混合有害气体环境下CN材料在对NO的存储和分离方面有着很大的潜力。

关键词：第一性原理范德华异质结光吸收层间激子碳氮化合物气体吸附

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高能重离子辐照制备碳氮化合物材料研究

核技术 2007年第4期30卷 337-341页

作者：王志光宋银金运范孙友梅赵志明刘杰张崇宏姚存峰中国科学院近代物理研究所中国科学院研究生院北京100049

室温下,先用100—120keV的N离子注入类金刚石薄膜和石墨中,注入剂量5×1017至5×1018 cm-2,再用高能Xe、U、C60离子分别辐照注氮后的样品,然后用显微FTIR和Raman、XRD/XPS等手段进行分析表征,研究了实验样品中由辐照引起的新化学键和新... 详细信息

室温下,先用100—120keV的N离子注入类金刚石薄膜和石墨中,注入剂量5×1017至5×1018 cm-2,再用高能Xe、U、C60离子分别辐照注氮后的样品,然后用显微FTIR和Raman、XRD/XPS等手段进行分析表征,研究了实验样品中由辐照引起的新化学键和新相的产生。实验结果显示,高能重离子辐照可在所有样品中产生大量的CN键,高N浓度和大密度能量沉积导致sp3/sp2键比率的增加以及形成α-和β-C3N4必需的N-sp3C键的量的增加。C60离子辐照在注氮石墨样品中引起了ta-C、N=sp2C和N-sp3C键的形成;而高能离子辐照在注氮类金刚石薄膜样品中产生了α-和β-C3N4晶态夹杂物,其尺寸在1.4—3.6nm之间。

关键词： N离子注入高能重离子辐照类金刚石薄膜石墨碳氮化合物

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碳氮化合物制备研究进展

硅酸盐通报 2007年第2期26卷 324-327页

作者：孟范成傅正义苏艳丽武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

介绍了碳氮化合物的性能,概述了近年来碳氮化合物在理论计算与实验合成方面的研究进展,并对今后研究及应用方向进行了展望。

关键词：碳氮化合物 C3N4 制备

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碳氮化合物合成及其涂层制备技术的研究

碳氮化合物合成及其涂层制备技术的研究

作者：周红伟燕山大学

学位级别：硕士

本论文综述了碳氮化合物在理论预测和实验合成方面的进展,概括了碳氮化合物的性能和潜在的应用;选取三聚氰胺(CHN)为原料,采用多次热解的方法制备了一种乱层石墨结构的产物,以该产物作为碳氮化合物高温高压合成和CN涂层制备的前驱物;采... 详细信息

本论文综述了碳氮化合物在理论预测和实验合成方面的进展,概括了碳氮化合物的性能和潜在的应用;选取三聚氰胺(CHN)为原料,采用多次热解的方法制备了一种乱层石墨结构的产物,以该产物作为碳氮化合物高温高压合成和CN涂层制备的前驱物;采用了X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)等分析手段,对所获得的前驱物、高压产物和碳氮(CN)涂层的成分、晶体结构和价键结构等性质进行了分析;借助原子力显微镜对CN涂层的形貌、纳米硬度和力学性能进行了研究。研究结果表明:随着压力的升高,碳氮前驱物的石墨化温度随之升高;在相同压力和温度下,保温时间延长导致产物石墨化;在5.5GPa压力和700℃温度下,采用匀速升温所获得的产物氮碳比为1.553,H含量明显下降,结构更加有序。在石英玻璃基片上沉积得到了非晶结构的CN涂层,随着基片温度的升高,涂层的纳米压痕硬度随之升高,基片温度为660℃时所获得的CN涂层硬度值为～1.25 GPa;CN涂层具有良好的弹性恢复性能,弹性恢复率在80-85%之间。在正向载荷(Load)为50～100μΝ时,CN涂层的摩擦系数保持不变,其值～0.15。

关键词：碳氮化合物乱层石墨结构高压合成 CNx涂层纳米压痕摩擦系数

灌浆期间不同穗型冬小麦品种源库端的碳氮化合物含量及与其相关的酶活性变化

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植物生理学通讯 2003年第4期39卷 314-316页

作者：王文静梁月丽高松洁李磊郑州牧业工程高等专科学校生物系郑州450008 河南农业大学国家小麦工程技术研究中心郑州450002

灌浆期间冬小麦多穗型品种豫麦 4 9和大穗型品种豫麦 6 6旗叶中蔗糖磷酸合成酶活性和可溶性糖含量变化均呈单峰曲线 ,后者的峰值出现较晚 ,灌浆中后期叶片中相关的酶活性下降缓慢。两品种旗叶中硝酸还原酶活性变化趋势基本相同 ,开花后 ... 详细信息

灌浆期间冬小麦多穗型品种豫麦 4 9和大穗型品种豫麦 6 6旗叶中蔗糖磷酸合成酶活性和可溶性糖含量变化均呈单峰曲线 ,后者的峰值出现较晚 ,灌浆中后期叶片中相关的酶活性下降缓慢。两品种旗叶中硝酸还原酶活性变化趋势基本相同 ,开花后 5～ 2 0d间 ,豫麦 4 9旗叶中NR活性高于豫麦 6 6 ,2 0～ 35d间情况相反。在整个灌浆期间豫麦 4 9籽粒淀粉积累速率呈双峰曲线 ,峰值分别出现在花后 15～ 2 0d和 2 5～ 30d间 ;豫麦 6 6则为单峰曲线。

关键词：灌浆期旗叶酶活性源库冬小麦品种穗型蔗糖磷酸合成酶碳氮化合物量变曲线

外源GA_3对大粒小麦内源激素及碳氮化合物含量的调节效应

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河南农业科学 2010年第2期39卷 17-19页

作者：王文静郑州牧业工程高等专科学校生物工程系河南郑州450011

用20 mg/L的GA3溶液处理开花后10 d的不同粒型冬小麦品种。处理后大粒品种籽粒和旗叶中的内源GA3含量高于小粒品种,而ABA含量却低于小粒品种,其变化趋势均为单峰曲线,大粒品种籽粒和旗叶中的内源GA3的峰值高于小粒品种,而ABA的峰值低于... 详细信息

用20 mg/L的GA3溶液处理开花后10 d的不同粒型冬小麦品种。处理后大粒品种籽粒和旗叶中的内源GA3含量高于小粒品种,而ABA含量却低于小粒品种,其变化趋势均为单峰曲线,大粒品种籽粒和旗叶中的内源GA3的峰值高于小粒品种,而ABA的峰值低于小粒品种;大粒品种籽粒和旗叶中GA3/ABA的峰值均高于小粒品种,且灌浆末期仍保持较高水平;两品种籽粒中可溶性糖含量均表现为"低-高-低"趋势,蛋白质含量则表现为"高-低-高"趋势,且灌浆中后期大粒品种籽粒中蛋白质含量上升较快,而小粒品种上升缓慢。

关键词：外源GA3 冬小麦内源激素碳氮化合物

过渡族金属碳氮化合物机械化学法合成及特性研究

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过渡族金属碳氮化合物机械化学法合成及特性研究

作者：杨瑞龙燕山大学

学位级别：硕士

过渡族金属碳氮化合物可以表现出诸多非常优异的物理性能,如高硬度、高熔点、良好的耐磨性和导电性、良好的化学稳定性等,已经广泛应用于切削刀具、耐磨涂层、耐高温结构部件、陶瓷复合材料等,最近人们又发现其具有类似贵金属铂等电催... 详细信息

过渡族金属碳氮化合物可以表现出诸多非常优异的物理性能,如高硬度、高熔点、良好的耐磨性和导电性、良好的化学稳定性等,已经广泛应用于切削刀具、耐磨涂层、耐高温结构部件、陶瓷复合材料等,最近人们又发现其具有类似贵金属铂等电催化活性性能。这些过渡族金属碳氮化合物在科学基础研究和应用领域都有着举足轻重的作用。锂离子电池是新型的可循环二次电池,高能量密度与相对简单的反应机理使其成为最为瞩目的热点之一。本文利用机械化学法合成了过渡族金属碳氮化合物,并研究了这些化合物在锂离子电池电极材料中的循环性能是否受到电催化活性作用的影响。主要研究内容如下:首先,本文运用机械化学法通过金属单质粉末与液态有机物(甲苯、乙二胺)高能球磨合成了纳米晶粉末碳化钨、碳化钛、碳氮化钛等过渡族金属碳氮化合物,并利用X射线衍射方法对不同球磨时间的纳米粉体进行了定性分析,研究其物相结构和相关的物理性能。其次,采用场发射扫描电子显微镜对球磨50h、60h、70h碳化钨烧结体和球磨70h碳化钨真空退火样品的微观形貌进行了表征,并测试了球磨50h、60h、70h碳化钨烧结体密度和硬度的性能。应用放电等离子烧结的方法对不同球磨时间的纳米晶碳化钨粉体进行了烧结致密化,并对得到的烧结体进行了X射线衍射测试,研究了其物相结构和相关的物理性质。最后,本文选取其中球磨50h、60h、70h的碳化钨纳米粉体,球磨30h、40h、50h的碳化钛退火细化纳米粉体,以及球磨60h、70h的碳氮化钛纳米粉体,应用在锂二次电池负极材料中,分别进行了不同电流密度的循环性能测试,并采用场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜等对他们的微观形貌进行了表征,运用循环伏安法(CV)、交流阻抗测试对其相关的电化学动力学过程进行分析,并研究了这些过渡族金属碳氮化合物在锂离子电池电极材料中的循环机理。

关键词：过渡族金属碳氮化合物机械化学法球磨锂电池

荔枝花雄蕊和雌蕊发育过程中碳氮化合物的动态变化

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应用与环境生物学报 2002年第1期8卷 26-30页

作者：肖华山吕柳新肖祥希福建农林大学园艺系福建师范大学生物工程学院福州350007 福建省林业科学研究院福州350012

比较分析了荔枝花性决定中碳氮化合物的动态变化 ,结果发现 :C/N较大有利于雄蕊分化 ,反之则有利于雌蕊分化 ;氨基酸含量较高有利于雌蕊分化 ,雄蕊的氨基酸含量仅为雌蕊的一半 ;脯氨酸与花粉育性存在着密切相关关系。另外 ,探讨了雌蕊... 详细信息

比较分析了荔枝花性决定中碳氮化合物的动态变化 ,结果发现 :C/N较大有利于雄蕊分化 ,反之则有利于雌蕊分化 ;氨基酸含量较高有利于雌蕊分化 ,雄蕊的氨基酸含量仅为雌蕊的一半 ;脯氨酸与花粉育性存在着密切相关关系。另外 ,探讨了雌蕊或雄蕊败育的生理意义 ,在长期的进化中 ,败育的雌蕊或雄蕊”废物”重新被利用 ,为同一花中迅速发育的雌蕊或雄蕊提供能量和物质的需求 .表 5参

关键词：荔枝花器官性别决定碳氮比氨基酸发育碳氮化合物雄蕊雌蕊

基于碳氮化合物的催化剂构筑及其废水处理性能研究

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基于碳氮化合物的催化剂构筑及其废水处理性能研究

作者：张蒙郑州大学

学位级别：硕士

含碳氮的化合物(如氮化碳)既能作为催化剂直接参与反应,也能作为载体负载金属形成高效且稳定的催化材料。氮化碳是光催化中常用的半导体催化剂,但存在光吸收范围窄、比表面积小、光诱导电荷载流子重组快等缺陷,为了克服这些缺陷,需要对g... 详细信息

含碳氮的化合物(如氮化碳)既能作为催化剂直接参与反应,也能作为载体负载金属形成高效且稳定的催化材料。氮化碳是光催化中常用的半导体催化剂,但存在光吸收范围窄、比表面积小、光诱导电荷载流子重组快等缺陷,为了克服这些缺陷,需要对g-C3N4进行改性以提升其光催化能力。尽管含碳氮的化合物化学性质稳定,但当其作为催化材料载体时,锚定位点少、电子传输能力较差,因此可以通过掺入更多的杂原子或官能团增加其活性位点,并通过金属修饰提高其电子转移能力,形成高分散且稳定的催化剂。本论文基于碳-氮化合物材料,设计开发具有高活性、长效稳定性且面向实际应用的催化剂,并将其应用于废水处理和硝基芳烃的还原。具体研究内容如下:(1)针对热聚合法制得的氮化碳普遍存在的光响应能力差和载流子易复合的问题,设计了一种利用尿嘧啶进行的后掺杂法,在g-C3N4中引入O和C,拓展光响应范围,提高光生电荷的分离效率。CNU-10催化剂由于具有独特的三维银耳状多孔结构,表现出高的比表面积(47.72m2g-1)。可见光驱动的对有机污染物罗丹明-B的光降解活性明显提升,其反应速率k值为0.07458 min-1,是普通氮化碳的4.5倍。超氧自由基(·O2-)和空穴(h+)被证明是光催化降解罗丹明B过程中的主要活性物质。在同样的条件下,五次循环之后CNU-10的催化效率仍在85.11%,表明该催化剂有良好的稳定性。(2)为了解决碳氮化合物作为载体时活性位点少,且目前报道的方法繁琐复杂等问题,设计了一种对植酸和硫脲混合物进行90 s的快速微波处理方法,制备含C、N、P、O的高分子材料(CNSP)载体,经过浸渍吸附使0.25wt%的Pd负载到该载体上,得到Pd单原子和团簇共存的催化剂(Pd-CNSP)。表征结果证明,位于载体上的-NH,P=O和-OH与金属Pd形成了配位。得益于分散均匀的小尺寸Pd和载体与Pd的协同作用,Pd-CNSP在硝基芳烃还原中表现出了出色的催化能力,尤其在对硝基苯酚还原中Pd-CNSP的TOF值高达848 min-1,是迄今为止报道的数据中最高的值。八次循环之后,Pd-CNSP的催化效率仍然在98.08%,揭示了其具有长效稳定性。

关键词：碳氮化合物 O/C共掺杂 Pd催化剂 RhB降解硝基芳烃还原