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石墨烯中N掺杂及其表面官能团对TiO_(2)复合光催化剂性能影响

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功能材料 2022年第11期53卷 11131-11135,11183页

作者：唐波刘可常州大学石油工程学院江苏常州213016

采用水热法将石墨烯和TiO_(2)进行复合,制得复合光催化剂。对石墨烯表面官能团总量及n原子掺杂浓度进行调控,通过样品降解污染物的速率常数对其复合光催化剂的光活性进行研究。结果表明,石墨烯材料中进行N掺杂后显著增强了复合光催化剂... 详细信息

采用水热法将石墨烯和TiO_(2)进行复合,制得复合光催化剂。对石墨烯表面官能团总量及n原子掺杂浓度进行调控,通过样品降解污染物的速率常数对其复合光催化剂的光活性进行研究。结果表明,石墨烯材料中进行N掺杂后显著增强了复合光催化剂在长波段的可见光活性,而表面官能团的存在则能促进石墨烯片与TiO_(2)之间形成的π-d耦合,更好地促进电子在两者界面处的输运。经过优化后的样品在紫外光照射条件下降解甲基橙的速率达到5.82×10^(-2)min^(-1),是纯TiO_(2)样品的1.47倍;而在长波长可见光照射条件下(λ>510 nm)降解甲基橙的速率为2.49×10^(-2)min^(-1)。

关键词：石墨烯 N掺杂表面官能团 TiO_(2) 光催化剂

N掺杂活性炭负载Pd催化对甲酰基苯甲酸选择性加氢

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石油化工 2024年第5期53卷 625-633页

作者：袁兆朔刘玉洁王震房旭张铁珍张鑫中国石油大学(北京)化学工程与环境学院北京102249 中国石油大庆化工研究中心黑龙江大庆163714

采用等体积浸渍法制备了N掺杂活性炭负载的Pd(Pd/WH-C)催化剂,通过n_(2)吸附-脱附、FTIR、SEM、TEM、XRD、XPS、H_(2)-TPR等手段对催化剂进行了表征,并将Pd/WH-C催化剂用于对甲酰基苯甲酸(4-CBA)选择性加氢反应,比较了它与商业Pd/C催化... 详细信息

采用等体积浸渍法制备了N掺杂活性炭负载的Pd(Pd/WH-C)催化剂,通过n_(2)吸附-脱附、FTIR、SEM、TEM、XRD、XPS、H_(2)-TPR等手段对催化剂进行了表征,并将Pd/WH-C催化剂用于对甲酰基苯甲酸(4-CBA)选择性加氢反应,比较了它与商业Pd/C催化剂的催化性能。表征结果显示,N掺杂提高了活性炭载体的比表面积、介孔体积及Pd纳米颗粒的分散度,增强了Pd纳米颗粒与活性炭之间的相互作用,有效抑制了Pd纳米颗粒的流失和烧结。实验结果表明,在280℃和7.7 MPa条件下反应1 h,Pd/WH-C催化剂上4-CBA的初始转化率为97.5%,催化剂循环使用6次后4-CBA转化率下降38.4百分点,优于商业Pd/C催化剂,显示出良好的稳定性。

关键词：对苯二甲酸 Pd/C催化剂加氢对甲酰基苯甲酸 N掺杂

热处理对N掺杂Zr基块体非晶合金摩擦性能的影响

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热加工工艺 2024年

作者：黄圣楷熊祖胜杨元政林焜锐黄正杨广东工业大学材料与能源学院

采用铜模吸铸法制备厚度为1 mm的(Zr55Cu30ni5Al10)98.5n1.5和Zr55Cu30ni5Al10片状合金样品，并在300℃进行5、20 min保温热处理。采用X射线衍射仪(XRD)、差式扫描量热仪(DSC)、显微硬度仪和摩擦磨损仪研究了铸态和热处理合金试样结构... 详细信息

采用铜模吸铸法制备厚度为1 mm的(Zr55Cu30ni5Al10)98.5n1.5和Zr55Cu30ni5Al10片状合金样品，并在300℃进行5、20 min保温热处理。采用X射线衍射仪(XRD)、差式扫描量热仪(DSC)、显微硬度仪和摩擦磨损仪研究了铸态和热处理合金试样结构、热稳定性、硬度及摩擦磨损性能。结果表明：试样热处理前后均为非晶结构，且热处理对合金的热稳定性影响较小。但随着保温时间延长，Zr55Cu30ni5Al10和(Zr55Cu30ni5Al10)98.5n1.5试样的显微硬度分别从铸态时的464.9和480.9 HV先降低至454.7和471.2 HV，再升高至478.4和490 HV；摩擦系数分别由铸态时的0.77和0.73先升至0.94和0.78，后降至0.76和0.72。(Zr55Cu30ni5Al10)98.5n1.5试样保温20 min后表现出最高的硬度和最小摩擦系数，对应的磨损率也最低，为0.6×10-3mm3·n-1·m-1。热处理使Zr55Cu30ni5Al10试样的磨损类型由腐蚀磨损、磨粒磨损和粘着磨损转变为磨粒磨损和粘着磨损。而热处理未改变(Zr55Cu30ni5Al10)98.5n1.5试样的磨损类型，但其磨损表面会随保温时间的延长而变得光滑，耐磨性也得到提高。

关键词：块体非晶合金 N掺杂热处理摩擦磨损

N掺杂对磁控溅射Ta涂层微观结构与耐磨损性能的影响

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金属学报 2019年第3期55卷 308-316页

作者：杨莎莎杨峰陈明辉牛云松朱圣龙王福会中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 沈阳理工大学装备工程学院沈阳110159 东北大学沈阳材料科学国家研究中心东北大学联合研究分部沈阳110819

采用磁控溅射技术,以AISI304不锈钢为基体,通过在溅射过程中引入不同流量的n2,制备出不同程度N掺杂的Ta涂层,研究了少量N掺杂对Ta涂层微观结构、物相组成、力学及磨损性能的影响。结果表明,无N掺杂时,Ta涂层中的物相组成为α-Ta,晶粒粗... 详细信息

采用磁控溅射技术,以AISI304不锈钢为基体,通过在溅射过程中引入不同流量的n2,制备出不同程度N掺杂的Ta涂层,研究了少量N掺杂对Ta涂层微观结构、物相组成、力学及磨损性能的影响。结果表明,无N掺杂时,Ta涂层中的物相组成为α-Ta,晶粒粗大,(211)和(110)晶面竞争生长;N掺杂后涂层中的物相组成为Tan0.1,晶粒细小并呈(110)择优取向。少量N掺杂可以显著提高Ta涂层的硬度和弹性模量,并大幅度改善其抗磨损性能。涂层硬度和弹性模量的提高与晶粒细化、n原子固溶及涂层中存在的压应力有关。N掺杂后涂层的磨损机制由磨粒磨损向黏着磨损转变。

关键词： Ta涂层磁控溅射 N掺杂磨损

DBD等离子体作用下N掺杂缺陷二氧化钛材料的制备及其光催化性能研究

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现代化工 2022年第6期42卷 178-182,186页

作者：张国平张连红吕燕军西南石油大学化学化工学院四川成都610500

以氮气为氮源、氢气为放电气体,利用介质阻挡放电(DBD)等离子体成功制备了N掺杂缺陷二氧化钛材料,并通过TEM、XPS、EDS和FT-IR等表征方法对其进行分析。结果表明,改性后的二氧化钛在80 min内光催化降解亚甲基蓝溶液可达96%,光催化降解... 详细信息

以氮气为氮源、氢气为放电气体,利用介质阻挡放电(DBD)等离子体成功制备了N掺杂缺陷二氧化钛材料,并通过TEM、XPS、EDS和FT-IR等表征方法对其进行分析。结果表明,改性后的二氧化钛在80 min内光催化降解亚甲基蓝溶液可达96%,光催化降解速率约为未经处理二氧化钛的3.5倍。经过4次重复使用后,光催化性能仍能达到80%。经过DBD等离子体处理后的二氧化钛材料形成了氧空位和N掺杂,氧空位能在导带下形成缺陷能级,N掺杂能够在价带上形成杂质能级,在两者协同作用下,禁带宽度从3.2 eV减小至2.88 eV,增强了可见光区域的吸收。同时,光生电子-空穴复合速率受到抑制,产生更多的羟基自由基,从而提高二氧化钛的光催化活性。

关键词： DBD等离子体 TiO_(2)氧空位 N掺杂协同作用

N掺杂TiO_(2)纳米管阵列的制备及光电化学检测性能的研究

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功能材料 2022年第10期53卷 10022-10031页

作者：杨振宇沈子函徐光青吕珺崔接武吴玉程合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009 合肥工业大学先进功能材料与器件安徽省重点实验室合肥230009

采用阳极氧化结合液相处理成功制备了N掺杂TiO_(2)纳米管阵列,研究N掺杂对TiO_(2)纳米管阵列光电化学性能的影响。通过X射线衍射及扫描电子显微镜表征了N掺杂TiO_(2)纳米管阵列的形貌与结构,并采用X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱及拉... 详细信息

采用阳极氧化结合液相处理成功制备了N掺杂TiO_(2)纳米管阵列,研究N掺杂对TiO_(2)纳米管阵列光电化学性能的影响。通过X射线衍射及扫描电子显微镜表征了N掺杂TiO_(2)纳米管阵列的形貌与结构,并采用X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱及拉曼光谱分析了n在TiO_(2)中的存在状态。采用恒电位计时电流法测试了掺杂样品在紫外光及可见光照射下的光电化学性能,并以葡萄糖为模拟有机物进行TiO_(2)(n)nTAs的光电化学检测水体有机物的研究。研究结果表明,N掺杂后样品的光电流均得到明显的提升,最优化的TiO_(2)(n40)nTAs的紫外光电流由180.4μA增加到256.8μA。对有机物的检测灵敏度由0.061μA/(μmol/L)增至0.134μA/(μmol/L)。通过对样品的光学性能、载流子复合几率及电化学性能的测试,研究了样品光电化学性能提高的机理。光响应范围的增加及光生载流子的有效分离,使得N掺杂TiO_(2) nTAs的光电化学性能得到极大的改善。

关键词： N掺杂 TiO_(2)nTAs 液相处理光电化学性能

Li离子电池负极材料石墨炔在B,N掺杂调控下的储Li性能优化

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物理学报 2019年第21期68卷 55-64页

作者：蔡梦圆唐春梅张秋月河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室南京210098 河海大学理学院南京210098 南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京210093

一种理想的Li离子电池负极材料需要具有较高的储Li容量和较低的体积膨胀比.本文应用密度泛函理论研究了二维多孔石墨炔在B,n原子掺杂调控后作为Li离子电池负极材料时的储Li性能.计算结果表明,B在石墨炔结构中的掺杂可以增强Li与石墨炔... 详细信息

一种理想的Li离子电池负极材料需要具有较高的储Li容量和较低的体积膨胀比.本文应用密度泛函理论研究了二维多孔石墨炔在B,n原子掺杂调控后作为Li离子电池负极材料时的储Li性能.计算结果表明,B在石墨炔结构中的掺杂可以增强Li与石墨炔之间的吸附作用,储Li容量可以增加到2061.62 mAh/g,与未掺杂单层石墨炔相比增加了2.77倍.同时,B掺杂降低了Li在垂直于石墨炔平面方向上的扩散能垒,而面内扩散能垒提高了0.1 eV.N掺杂降低了Li与石墨炔之间的相互作用,但增加了Li的稳定位点,储Li容量增加到了1652.12 mAh/g,同时,Li在石墨炔上的扩散性能大大提高,在平面内扩散能垒降至0.37 eV,因此N掺杂石墨炔的充放电性能得到较好提升.因此,B,N掺杂可从不同方面提升石墨炔作为Li电池负极材料时的储Li性能.该研究可以为开发良好的储Li负极材料提供一个良好的研究思路,为实验工作者提供理论依据.

关键词：石墨炔 B掺杂 N掺杂储锂密度泛函理论

N掺杂MnO_(2)/碳布复合材料的制备及储锂性能

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无机化学学报 2021年第12期37卷 2175-2184页

作者：夏傲韩曰朋曾啸雄赵晨鹏谈国强陕西科技大学材料科学与工程学院陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室西安710021

采用碳布(CC)为柔性基底,通过水热法制备了MnO_(2)/CC及N掺杂MnO_(2)/CC无黏结剂负极材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积测试和恒电流充放电对材料进行了结构表征及电化学性能测试。结果表明N掺杂... 详细信息

采用碳布(CC)为柔性基底,通过水热法制备了MnO_(2)/CC及N掺杂MnO_(2)/CC无黏结剂负极材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积测试和恒电流充放电对材料进行了结构表征及电化学性能测试。结果表明N掺杂MnO_(2)/CC具有良好的倍率性能和循环稳定性。在0.1 A·g^(-1)的电流密度下,其首次充电比容量为948.8 mAh·g^(-1),经过不同倍率测试后电流密度恢复至0.1 A·g^(-1)时仍然保持有907.9 mAh·g^(-1)的可逆比容量,容量保持率为95.7%。在1 A·g^(-1)的大电流密度下,其首次充电比容量为640.3 mAh·g^(-1),循环100次后仍然保持有529.9 mAh·g^(-1)的可逆比容量,容量保持率为82.8%,可逆比容量远高于商用MnO_(2)。

关键词：锂离子电池负极材料 MnO_(2) N掺杂水热法

金属有机骨架(ZIF-8@ZIF-67)衍生的Co/n共掺杂碳基催化剂在氧还原反应(ORR)中的应用

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新型炭材料（中英文） 2023年第1期38卷 200-210页

作者：张亚婷李思祎张娜娜林港王瑞琪杨梦囡李可可西安科技大学化学与化工学院陕西西安710054 自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室陕西西安710021

在燃料电池中,碳基氧还原反应(ORR)催化剂被认为是昂贵的铂基催化剂的潜在替代品。近年来,由过渡金属和氮原子共掺杂的碳基材料(M-n-C)以其低成本和优异的活性而受到研究人员的广泛关注。在此,通过精心设计的杨桃状MOF (ZIF-8@ZIF-67)... 详细信息

在燃料电池中,碳基氧还原反应(ORR)催化剂被认为是昂贵的铂基催化剂的潜在替代品。近年来,由过渡金属和氮原子共掺杂的碳基材料(M-n-C)以其低成本和优异的活性而受到研究人员的广泛关注。在此,通过精心设计的杨桃状MOF (ZIF-8@ZIF-67)为前驱体,采用简单的一步热解法制备钴、氮共掺杂多孔炭材料(命名为Co-n@CnT-C800)。Con@CnT-C800产生了大量碳纳米管(CnT),独特的三维结构保证了较高的比表面积和孔隙率,有利于ORR的传质和电子传递。同时,Co-n@CnT-C800在碱性介质中表现出优异的半波电位和极限电流密度,分别为0.841 V和5.07 m A·cm^(-2)。此外,与商用Pt/C材料相比,Co-n@CnT-C800还表现出优异的电化学稳定性和耐甲醇毒性。该策略为制备低成本、高活性的能量转换电催化剂提供了一种有效的方法。

关键词： N掺杂碳纳米管金属有机骨架电催化剂氧还原反应