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功能化石墨烯对亚甲基蓝染料吸附的密度泛函理论研究

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原子与分子物理学报 2024年第4期41卷 77-82页

作者：王群任涵琳赵虹林覃庆雨杨丽欣杨志豪单正莉周乃武孙玉希绵阳师范学院生态安全与保护四川省重点实验室绵阳621006 绵阳师范学院生命科学与技术学院绵阳621006 绵阳师范学院化学与化学工程学院绵阳621000 绵阳师范学院光致功能材料重点实验室绵阳621006 山东省曲阜师范大学生命有机分析重点实验室曲阜273165 北京市食品风味化学重点实验室北京100048

由于染料在食品,印刷,纺织等行业的广泛应用,水中的染料被广泛发现,染料污染是造成水污染的重要原因之一,因此,对于水中染料进行前处理变得尤为重要.石墨烯和功能化石墨烯的吸附性能可以被应用于水中染料的检测和去除.本研究采用密度泛... 详细信息

由于染料在食品,印刷,纺织等行业的广泛应用,水中的染料被广泛发现,染料污染是造成水污染的重要原因之一,因此,对于水中染料进行前处理变得尤为重要.石墨烯和功能化石墨烯的吸附性能可以被应用于水中染料的检测和去除.本研究采用密度泛函理论方法详细探讨了纯石墨烯和功能化石墨烯对亚甲基蓝有机染料污染物的吸附机理.研究结果表明,纯的石墨烯和功能化石墨烯表面对亚甲基蓝染料均有一定程度的吸附,其中环氧原子,羧基和羟基功能化的石墨烯对亚甲基蓝的吸附能力较纯石墨烯吸附能力强,其次是环氧,羧基和羟基三者共同功能化的石墨烯吸附能力最强.研究结果有望为石墨烯材料在有机染料的吸附应用方面提供有意义的理论指导.

关键词：染料密度泛函理论亚甲基蓝石墨烯功能化石墨烯

本征及掺杂磷烯对2,3,7,8-TCDD吸附机理的计算模拟研究

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原子与分子物理学报 2024年第2期41卷 61-67页

作者：王群赵虹林崔德鑫王聪覃庆雨赖国琴任涵琳孙静周乃武孙玉希绵阳师范学院生态安全与保护四川省重点实验室绵阳621006 绵阳师范学院生命科学与技术学院绵阳621006 绵阳师范学院化学与化学工程学院绵阳621000 绵阳师范学院光致功能材料重点实验室绵阳621006 曲阜师范大学生命有机分析重点实验室曲阜273165 北京市食品风味化学重点实验室北京100048

2,3,7,8-四氯二苯并对二噁英(2,3,7,8-TCDD)是二噁英家族中危害人类和环境最显著的一种.设计一种高效,灵敏的吸附剂来检测和去除2,3,7,8-TCDD对人类和环境的影响是亟需解决的问题.本研究利用基于密度泛函理论(DFT)的计算模拟方法探索了... 详细信息

2,3,7,8-四氯二苯并对二噁英(2,3,7,8-TCDD)是二噁英家族中危害人类和环境最显著的一种.设计一种高效,灵敏的吸附剂来检测和去除2,3,7,8-TCDD对人类和环境的影响是亟需解决的问题.本研究利用基于密度泛函理论(DFT)的计算模拟方法探索了本征磷烯对2,3,7,8-TCDD的吸附机理,并详细考察了掺杂Ti,Fe,Ca,Al金属原子后磷烯对2,3,7,8-TCDD吸附的影响.研究结果表明2,3,7,8-TCDD初始构型会影响磷烯对其吸附,当平躺于磷烯表面时有较大的吸附.而且掺杂金属原子的磷烯对2,3,7,8-TCDD的吸附也存在较大的影响,掺杂金属原子均增大了磷烯对2,3,7,8-TCDD的吸附,其中Ca掺杂磷烯>Fe掺杂磷烯>Ti掺杂磷烯>Al掺杂磷烯.研究结论对于2,3,7,8-TCDD的处理带来了新的思考方向,有望为二噁英的检测和去除提供有用的理论指导.

关键词： 2,3,7,8-四氯二苯并对二噁英密度泛函理论磷烯掺杂磷烯.

多孔材料在压缩载荷作用下的屈曲失效模式分析

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物理学报 2010年第12期59卷 8801-8806页

作者：刘培生北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室北京100875

压缩是工程材料最基本的承载方式之一,多孔材料中的孔棱受到压缩载荷时可能产生屈曲行为.建立了各向同性三维网状高孔率多孔材料的简化结构失效模型,分析了这种材料在不同压缩载荷作用下由于孔棱发生屈曲而引起的失效模式,系统地得出了... 详细信息

压缩是工程材料最基本的承载方式之一,多孔材料中的孔棱受到压缩载荷时可能产生屈曲行为.建立了各向同性三维网状高孔率多孔材料的简化结构失效模型,分析了这种材料在不同压缩载荷作用下由于孔棱发生屈曲而引起的失效模式,系统地得出了单向压缩、双向压缩和三向压缩等三种承载形式下这种多孔体受压而导致孔棱屈曲时名义主应力与孔率的数理关系.在此基础上,进一步得出了此类材料在压缩载荷作用下发生孔棱屈曲的载荷条件.

关键词：多孔材料泡沫材料压缩载荷屈曲失效

圆柱形钨/玻璃复合元件线吸收系数的计算及测量

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光学学报 2015年第11期35卷 329-335页

作者：王雪朋杨婧王丽丽李玉德郭非赵伟林付斯特林晓燕北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室北京100875

提出了一种新型的调控高能X射线的光学器件—圆柱形钨/玻璃复合光学元件,该光学元件是用金属钨在圆柱形玻璃体表面镀膜。用Matlab语言编写程序,对金属Cu以及钨/玻璃复合光学元件的线吸收系数进行了理论计算。金属Cu线吸收系数的计算结... 详细信息

提出了一种新型的调控高能X射线的光学器件—圆柱形钨/玻璃复合光学元件,该光学元件是用金属钨在圆柱形玻璃体表面镀膜。用Matlab语言编写程序,对金属Cu以及钨/玻璃复合光学元件的线吸收系数进行了理论计算。金属Cu线吸收系数的计算结果与常用数据吻合较好,吸收限位置的线吸收系数的突变证明该程序的高精度。钨/玻璃复合光学元件线吸收系数的计算结果与实验测量数据具有较好的一致性,同时证明钨/玻璃复合光学元件对低能X射线的滤波作用。

关键词： X射线光学钨/玻璃复合光学元件高能X射线线吸收系数

C_2H_2/N_2气流下nc-ZrCN/a-CN_x薄膜成分、结构和力学性能的研究

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稀有金属 2015年第12期39卷 1083-1089页

作者：周福增伏开虎张旭廖斌于晶晶北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室北京100875

采用磁过滤阴极真空弧技术(FCVA),以金属Zr为阴极靶,通入不同流速的C_2H_2和N_2气体(两者比例保持为1∶1),在单晶Si(100)晶面上制备nc-ZrCN/a-CN_x纳米复合薄膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线电子能谱(XPS... 详细信息

采用磁过滤阴极真空弧技术(FCVA),以金属Zr为阴极靶,通入不同流速的C_2H_2和N_2气体(两者比例保持为1∶1),在单晶Si(100)晶面上制备nc-ZrCN/a-CN_x纳米复合薄膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线电子能谱(XPS)和拉曼散射能谱(Raman)多种材料分析技术研究薄膜的成分和结构。实验结果表明:薄膜是由两种相结构组成,分别为ZrCN纳米晶相(nc-ZrCN)和非晶相(a-CN_x);结构是由平均晶粒尺寸为5~12nm的nc-ZrCN弥散于非晶相a-CN_x中。纳米晶相nc-ZrCN中键态为Zr-C和Zr-N,非晶相aCN_x中键态为C-C,C=C和C-N。利用表面形貌仪(SM)和纳米力学探针(Nanotest)测量了薄膜的内应力、硬度和约化模量等力学性能。分析发现:薄膜中sp3和sp2的含量比(sp3/sp2)越大,内应力越大,内应力最大可达11.5GPa。ZrCN纳米晶粒细化和高的sp3/sp2含量比会提高薄膜的硬度和约化模量。当气流在15~35ml·min^(-1)范围时,薄膜具有很高的硬度和约化模量。当气流为25ml·min^(-1)时,硬度可达35.1GPa,约化模量达297.2GPa。

关键词：磁过滤阴极真空弧(FCVA) nc-ZrCN/a-CN_x 纳米晶粒细化 sp3/sp2含量比

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多孔金属比表面积的计算方法

材料研究学报 2009年第4期23卷 415-420页

作者：刘培生北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室北京100875

提出了一种根据泡沫金属的孔率和孔径这两个基本参量计算其比表面积的方法.利用泡沫金属比表面积与孔率和孔径的对应数理关系,结合有关实验数据,成功地计算出了电沉积法和高压渗流铸造法制备的泡沫金属的比表面积.

关键词：材料科学基础学科多孔金属多孔材料比表面积计算方法

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一种具有球形孔隙的高孔率泡沫钛合金

材料研究学报 2015年第5期29卷 346-352页

作者：刘培生顷淮斌射线束技术与材料改性教育部重点实验室北京师范大学核科学与技术学院北京100875

通过对粉体熔化发泡法的改进,制备了孔率高达90%的毫米级球孔泡沫钛合金。这种泡沫钛合金的压缩曲线包括弹性区、压缩平台区和"密实化"区等3个阶段。由于是脆性破坏,其中的压缩平台呈锯齿状。这种泡沫钛合金的压缩破坏是通过垂直于载荷... 详细信息

通过对粉体熔化发泡法的改进,制备了孔率高达90%的毫米级球孔泡沫钛合金。这种泡沫钛合金的压缩曲线包括弹性区、压缩平台区和"密实化"区等3个阶段。由于是脆性破坏,其中的压缩平台呈锯齿状。这种泡沫钛合金的压缩破坏是通过垂直于载荷方向的孔隙逐层坍塌破碎而不断推进的,"密实化"是碎块的不断堆积过程。孔壁上的微孔对该泡沫钛的吸声性能有利,未作任何处理的试样在1500-3000 Hz的声频范围内吸声系数最低为0.4左右,在3000-6300 Hz则吸声系数超过0.6,共振频率超过0.9。在较高声频段,这种泡沫钛试样的主要吸声机制为黏滞耗散。

关键词：金属材料多孔金属泡沫金属泡沫钛合金性能

多孔材料在压缩载荷作用下的剪切破坏模式分析

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物理学报 2010年第7期59卷 4849-4856页

作者：刘培生北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室北京100875

压缩行为是工程材料最为基本的力学性能之一.本文通过简化结构模型分析了各向同性的三维网状高孔率多孔材料在压缩载荷作用下的破坏模式,其中包括单向压缩、双向压缩和三向压缩等三种承载情形.在此基础上,得出了这种多孔体受压破坏源于... 详细信息

压缩行为是工程材料最为基本的力学性能之一.本文通过简化结构模型分析了各向同性的三维网状高孔率多孔材料在压缩载荷作用下的破坏模式,其中包括单向压缩、双向压缩和三向压缩等三种承载情形.在此基础上,得出了这种多孔体受压破坏源于剪切断裂模式时名义主应力与孔率之间的数理关系.结果表明,该类材料承受压缩载荷时的破坏模式与其材质的种类有关,脆性材质多孔体的孔棱呈拉断破坏模式,而韧性材质多孔体的孔棱则可能出现剪切断裂的破坏模式.对应得出的强度设计判据可为该类材料在这种承载破坏模式下的应用提供参考.

关键词：多孔材料泡沫材料压缩载荷剪切破坏

热氧化法在泡沫铜上制备CuO纳米线及其光催化性能研究

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稀有金属 2016年第10期40卷 1021-1028页

作者：于晶晶廖斌张旭周福增伏开虎吴先映北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室北京100875

采用热氧化方法,在泡沫铜上制备了高度有序的三维Cu O纳米线（Cu O NWs）阵列;利用扫描电镜（SEM）,X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对Cu O NWs阵列的形貌、成分以及结构等进行了表征。重点研究了不同氧化温度对Cu O NWs形... 详细信息

采用热氧化方法,在泡沫铜上制备了高度有序的三维Cu O纳米线（Cu O NWs）阵列;利用扫描电镜（SEM）,X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对Cu O NWs阵列的形貌、成分以及结构等进行了表征。重点研究了不同氧化温度对Cu O NWs形貌和氧化物平均晶粒尺寸的影响,讨论了纳米线的生长机制。结果表明：Cu O NWs直径随温度升高而增大,密度随Cu2O平均晶粒尺寸增大而减小,Cu O NWs的最佳生长温度为400℃,直径在50~120 nm,长度可达5μm,长径比最大,不易脱落。同时也研究了Cu O NWs阵列光催化降解甲基橙的能力。结果表明：Cu O NWs在可见光和紫外光照射下对甲基橙进行光催化降解时,其降解效率分别高达76.6%和87.2%。

关键词：热氧化法泡沫铜 Cu O纳米线光催化降解甲基橙