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化学气相沉积制备高c轴取向的BiOI薄膜

人工晶体学报 2024年第5期53卷 841-847页

作者：徐玉琦李晴雯钟敏渤海大学化学与材料工程学院锦州121013 辽宁省光电功能材料与检测重点实验室锦州121013

碘氧化铋(BiOI)由于低毒性、对点缺陷的耐受性和较强的吸光能力而应用在光催化、光伏和光电探测器领域。本文采用化学气相沉积(CVD)方法,以BiI_(3)粉末作为蒸发源,O_(2)/Ar作为反应气体,在钠钙玻璃基底上沉积BiOI薄膜,并通过研究蒸发源... 详细信息

碘氧化铋(BiOI)由于低毒性、对点缺陷的耐受性和较强的吸光能力而应用在光催化、光伏和光电探测器领域。本文采用化学气相沉积(CVD)方法,以BiI_(3)粉末作为蒸发源,O_(2)/Ar作为反应气体,在钠钙玻璃基底上沉积BiOI薄膜,并通过研究蒸发源温度和沉积时间对薄膜物相和形貌的影响,分析了BiOI薄膜的生长机理。结果表明CVD方法制备的BiOI薄膜属于四方晶系,具有高c轴取向的特点。c轴取向的薄膜平行于基底生长,其结晶性、透过率及缺陷性能等都与蒸发温度和沉积时间密切相关。当蒸发温度为370℃、沉积时间为20 min时,BiOI薄膜的晶化最好,透过率最低,缺陷最少。

关键词：碘氧化铋光电材料化学气相沉积半导体

硫属钙钛矿BaZrS及其制备的研究进展和展望

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人工晶体学报 2024年

作者：丁涛李晴雯徐玉琦钟敏渤海大学化学与材料工程学院辽宁省光电功能材料与检测重点实验室

铅卤钙钛矿的毒性和稳定性仍然是当前待解决的研究难题，有必要寻求无毒、稳定的“神似”铅卤钙钛矿的新型光电材料。硫属钙钛矿ABX3(X=S，Se)由于高度稳定、组成元素丰富且无毒，具有良好的光学和电学特性，可用于各种光电材料，成为... 详细信息

铅卤钙钛矿的毒性和稳定性仍然是当前待解决的研究难题，有必要寻求无毒、稳定的“神似”铅卤钙钛矿的新型光电材料。硫属钙钛矿ABX3(X=S，Se)由于高度稳定、组成元素丰富且无毒，具有良好的光学和电学特性，可用于各种光电材料，成为关注的焦点。当前研究最广泛的硫属钙钛矿BaZrS3具有合适的直接带隙、优异的光吸收、良好的载流子传输性能、优异的化学稳定性和环境友好性，极具发展潜力。本文综述了BaZrS3在理论计算、粉体及薄膜材料制备方面的最新进展，尤其对BaZrS3的制备做了深入分析，并对BaZrS3研究中的关键问题进行了分析和展望。本综述将为新进入这一领域的研究者提供重要借鉴，促进安全、稳定、环境友好的新一代光电材料的进一步发展。

关键词：硫属钙钛矿光电材料钡锆硫半导体薄膜材料

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掺杂形式对TiO光催化活性的影响

化工新型材料 2024年

作者：孙若阳赵显一辽宁省二氧化钛粉体表面功能化重点实验室渤海大学化学与材料工程学院锦州晨晟科技有限公司

以硼酸、尿素、硫脲为前驱体，采用溶胶-凝胶法对TiO2进行表面掺杂改性，制备了B、N、S掺杂量不同的B-TiO2、N-TiO2、S-TiO2光催化复合材料，在模拟太阳光下降解罗丹明B(RhB)，研究了掺杂形式对TiO2光催化活性的影响。扫描电子显微镜、... 详细信息

以硼酸、尿素、硫脲为前驱体，采用溶胶-凝胶法对TiO2进行表面掺杂改性，制备了B、N、S掺杂量不同的B-TiO2、N-TiO2、S-TiO2光催化复合材料，在模拟太阳光下降解罗丹明B(RhB)，研究了掺杂形式对TiO2光催化活性的影响。扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪分析结果表明，硼元素以B3+价态渗入TiO2晶格中，氮原子进入TiO2晶格中形成间隙掺杂，而硫与TiO2晶格化合取代氧形成S—Ti 键，降低了TiO2的带隙能。以质量浓度10mg/L RhB的光催化降解为靶向反应，考察了复合材料对RhB的降解率。结果表明：当硼掺杂量为 6.0%(摩尔分数)、氮掺杂量为4.0%(摩尔质量分数)、硫掺杂量为0.25g时，B-TiO2、N-TiO2、S-TiO2光催化性能最好，RhB降解率分别达到88.3%、93.6%和94.9% 掺杂形式影响光催化活性顺序为替换TiO2晶格氧>间隙掺杂TiO2>取代TiO2晶格Ti。

关键词： TiO 改性光催化罗丹明B 降解

Ag-TiO/CNTs复合催化剂的制备及其光催化性能研究

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化工新型材料 2024年

作者：王有杰王远港赵显一渤海大学化学与材料工程学院辽宁省二氧化钛粉体表面功能化重点实验室锦州晨晟科技有限公司

为改善TiO2催化剂的降解性能，扩大其在染料污水中的应用，采用化学还原结合溶胶-凝胶法合成了银-二氧化钛/碳纳米管(Ag-TiO2/CNTs)复合催化剂，以质量浓度20 mg/L亚甲基蓝（MB）溶液为目标污染物，考察了该催化剂的光催化性能。使用A... 详细信息

为改善TiO2催化剂的降解性能，扩大其在染料污水中的应用，采用化学还原结合溶胶-凝胶法合成了银-二氧化钛/碳纳米管(Ag-TiO2/CNTs)复合催化剂，以质量浓度20 mg/L亚甲基蓝（MB）溶液为目标污染物，考察了该催化剂的光催化性能。使用Ag和碳纳米管（CNTs）共同对TiO2进行改性，利用CNTs优异的导电性、吸附性和分散性，同Ag粒子的协同作用，使得TiO2的带隙减小，对可见光的利用范围增大，同时大幅度抑制了电子-空穴对的复合并增大了载流子的生成。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪等对复合催化剂的微观形貌和结构进行了表征。结果表明，Ag掺杂量为0.7% （质量分数）时，Ag-TiO2/CNTs复合催化剂比TiO2拥有更长的光生载流子寿命和更强的可见光响应能力，在紫外光和可见光照射下均表现出极高的光催化活性，对MB的降解率达到99%左右。

关键词：光催化载流子电子-空穴光生电子

耦合甘油高选择性转化为甲酸盐与制氢的酸碱双电解液流动电解器

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物理化学学报 2024年第5期40卷 33-36页

作者：冯辛郭可鑫贾春光刘博文次素琴陈俊翔温珍海南昌航空大学江西省持久性污染物控制与资源循环重点实验室南昌330063 中国科学院福建物质结构研究所中科院功能纳米结构设计与组装重点实验室福建省纳米材料重点实验室福州350002

氢气因其高能量密度、可持续性和燃烧后无污染等优点,被认为是取代传统化石燃料的最具前途的新兴能源载体之一。其中,电解水制氢技术因为其高效和绿色的特性而备受关注。然而电解水制氢过程通常受到阳极析氧反应(Oxygen Evolution React... 详细信息

氢气因其高能量密度、可持续性和燃烧后无污染等优点,被认为是取代传统化石燃料的最具前途的新兴能源载体之一。其中,电解水制氢技术因为其高效和绿色的特性而备受关注。然而电解水制氢过程通常受到阳极析氧反应(Oxygen Evolution Reaction,OER)的限制,因此这种方法的大规模应用面临重大挑战。克服这一难题的一个有前途的解决方法是在阳极上使用电催化甘油氧化反应(Glycerol Oxidation Reaction,GOR)代替OER,这种替代反应可以实现节能降耗的同时提高电解水制氢的效率,进一步推动氢气作为清洁能源的发展。然而,这一目标的实现需要高效、低成本且高选择性的GOR电催化剂。在这篇文章中,我们报告了一种新型的酸碱双电解质流电解器(AADEF-electrolyzer),用于在碱性阳极GOR耦合酸性阴极析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction,HER)。我们通过一种简单的水热煅烧方法制备了一种在镍泡沫(NF)上原位生长的自支撑的NiCo_(2)O_(4)纳米针电极材料(NiCo_(2)O_(4)/NF)。该电极在GOR中表现出优异的电催化性能,在低电位下实现了高的电解电流密度,对甲酸盐的生产表现出优异的选择性,法拉第效率超过85%。密度泛函理论计算表明,NiCo_(2)O_(4)对GOR具有较低的反应能垒,Ni的存在有利于降低Co的电子态密度,从而实现NiCo_(2)O_(4)与中间体的高效解离,促进甲酸的生成。基于NiCo_(2)O_(4)/NF出色的GOR性能和电化学中和能(ENE)理论,我们构建了一个新型的AADEF-electrolyzer,利用NiCo_(2)O_(4)/NF作为GOR的阳极,配合酸性阴极进行析氢反应(HER)。实验结果表明,AADEF-electrolyzer对GOR具有低过电位和高选择性产甲酸的优异性能,仅需0.36 V的电压即可实现10 mA·cm^(-2)的电流密度,平均产甲酸的法拉第效率为85%。同时该电解槽表现出良好的长期稳定性和辅助产氢性能,阴极产氢的法拉第效率接近100%。这种低成本、易于制备的自支撑电极材料和新型酸碱双电解质流动电解器为促进化学品的增值转化和开发新型混合电解系统或其他相关电化学反应的混合电解装置提供了创新策略。

关键词：制氢甘油氧化电催化电解器

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固态锂电池用有机-无机复合电解质的研究进展

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复合材料学报 2024年第1期41卷 1-15页

作者：刘聪钟霖峰宫萧琪柳富杰卢江余丁山陈旭东章明秋中山大学化学学院广东省高性能聚合物基复合材料重点实验室聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室广州510006 广东工业大学化工与轻工业学院广州510006 化学与化工广东省实验室揭阳分中心揭阳515200

相比于传统液态锂电池,固态锂电池兼具高安全性和高比能量,在学术界和工业界引起了广泛关注。发展具备优异力学性能、高离子电导率和宽电化学窗口的有机-无机复合固态电解质是开发高性能固态锂电池的有效途径之一。近年来,基于聚合物电... 详细信息

相比于传统液态锂电池,固态锂电池兼具高安全性和高比能量,在学术界和工业界引起了广泛关注。发展具备优异力学性能、高离子电导率和宽电化学窗口的有机-无机复合固态电解质是开发高性能固态锂电池的有效途径之一。近年来,基于聚合物电解质与无机材料的复合型固态电解质成为了研究的热点。基于此,本文回顾了有机-无机复合固态电解质的研究进展,综述了改善固态电解质离子电导率的研究策略,梳理了有机-无机复合固态电解质在固态锂金属电池、固态锂-硫电池和固态锂-空气电池等领域的应用,并对固态锂电池用有机-无机复合固态电解质存在的挑战和未来的发展趋势进行了展望。

关键词：固态锂电池有机-无机复合电解质固态电解质聚合物固态锂-硫电池固态锂-空气电池

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亚硝酸叔丁酯参与的酰胺水解反应

有机化学 2024年第2期44卷 550-560页

作者：陶苏艳项紫欣白俊杰万潇万小兵苏州大学材料与化学化工学部江苏省有机合成重点实验室江苏苏州215123

酰胺是具有重要功能的化合物,也是多样的合成子,在有机合成和药物化学领域被广泛应用.报道了温和条件下亚硝酸叔丁酯促进的伯酰胺水解反应,制备了一系列羧酸化合物.反应条件温和,原料简单易得,操作简便,反应体系绿色.该方法还表现出良... 详细信息

酰胺是具有重要功能的化合物,也是多样的合成子,在有机合成和药物化学领域被广泛应用.报道了温和条件下亚硝酸叔丁酯促进的伯酰胺水解反应,制备了一系列羧酸化合物.反应条件温和,原料简单易得,操作简便,反应体系绿色.该方法还表现出良好的官能团兼容性和底物的普适性.

关键词：酰胺羧酸亚硝酸叔丁酯水解反应

MOFs基微流控电化学芯片对多种重金属离子的实时在线检测

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高等学校化学学报 2024年第2期45卷 25-34页

作者：陈晓萍王旭潭刘宁汪庆祥倪建聪杨伟强林振宇闽南师范大学化学化工与环境学院漳州363000 福建省现代分离分析科学与技术重点实验室污染监测与控制福建省高校重点实验室漳州363000 福州大学食品安全与生物分析教育部重点实验室福建省食品安全分析与检测技术重点实验室福州350108

将具有丰富微孔的ZIF-8金属有机框架和电化学技术对金属离子的富集作用与微流控器件对溶液流动的可控性相结合,构建了一种新型传感器,实现了高通量、实时和快速检测环境中的多种金属离子污染物.研制的ZIF-8-Nafion/ITO基微流控电化学传... 详细信息

将具有丰富微孔的ZIF-8金属有机框架和电化学技术对金属离子的富集作用与微流控器件对溶液流动的可控性相结合,构建了一种新型传感器,实现了高通量、实时和快速检测环境中的多种金属离子污染物.研制的ZIF-8-Nafion/ITO基微流控电化学传感器对Cd^(2+),Pb^(2+)及Hg^(2+)离子在0.1~100μmol/L的浓度范围内具有良好的线性关系,检出限分别为0.055,0.0025及0.0016μmol/L(S/N=3).该微流控芯片对于样品的需求量少,可降低对能源的消耗;同时由聚二甲基硅氧烷拓印的微流控器件还有望实现柔性电极的功能,对便携式电化学柔性器件在生物和环境样品的集成化和自动化检测具有重要意义.

关键词：微流控重金属检测电化学传感器金属有机框架

MoS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)对磷酸盐涂层宽温域摩擦学性能的影响

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表面技术 2024年第1期53卷 56-64页

作者：方媛闫嘉琪赵顺强曾立军吴燕陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021 陕西科技大学陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室西安710021

目的以MoS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)为固体润滑剂,在25(室温)~400℃下制备具有优异摩擦学性能的MoS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)磷酸盐涂层,并研究它在不同温度下的减摩抗磨机制。方法以氢氟酸为MAX相(Ti_(3)AlC_(2))粉体的蚀刻剂,制备具有“手... 详细信息

目的以MoS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)为固体润滑剂,在25(室温)~400℃下制备具有优异摩擦学性能的MoS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)磷酸盐涂层,并研究它在不同温度下的减摩抗磨机制。方法以氢氟酸为MAX相(Ti_(3)AlC_(2))粉体的蚀刻剂,制备具有“手风琴”形貌的Ti3C2TxMXene。以硫脲、钼酸铵、MXene为原料,制备MoS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)复合材料。以Al(H2PO4)3为黏结剂,以Cu O为固化剂,分别以Ti_(3)C_(2)T_(x)和MoS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)为固体润滑剂,制备Ti3C2Tx磷酸盐涂层和MoS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)磷酸盐涂层。通过高温摩擦磨损试验机和光学数码显微镜测试涂层在25~400℃时的摩擦因数和磨损率,采用扫描电子显微镜和显微共焦激光拉曼光谱仪分析磨痕表面形貌、物相,进而探讨磨损机理。结果当Ti_(3)C_(2)T_(x)与Al(H_(2)PO_(4))_(3)的质量比为2∶1时,Ti3C2Tx磷酸盐涂层在室温(25℃)下的摩擦因数和磨损率均最低,分别为0.38和2.75×10-4mm3/(N·m)。在Ti_(3)C_(2)T_(x)表面负载MoS2,将MoS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)作为固体润滑剂,能够显著降低磷酸盐涂层在25~400℃下的摩擦因数,同时磨损率也有所降低。MoS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)磷酸盐涂层在室温下的摩擦因数低至0.11,相较于Ti3C2Tx磷酸盐涂层降低了71.1%,其磨损率相较于Ti3C2Tx磷酸盐涂层降低了1个数量级。在25~400℃范围内,MoS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)磷酸盐涂层的摩擦因数均低于0.21。随着温度的升高,摩擦因数呈先减小后增大的趋势,磨损率整体上呈增大趋势。结论相较于Ti_(3)C_(2)T_(x)磷酸盐涂层,MoS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)磷酸盐涂层在25~400℃下的摩擦学性能均得到显著提升。

关键词： Ti_(3)C_(2)T_(x) 宽温域摩擦磨损性能磷酸盐涂层磨损机制