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InSe单层中点缺陷的第一性原理研究

原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 167-173页

作者：何诗颖谢瑞恬刘娟邹代峰赵宇清许英廖雨洁湖南科技大学物理与电子科学学院湘潭411201 智能传感器与新型传感器材料湖南省重点实验室湘潭411201 山西大学化学化工学院太原030006 武汉大学动力与机械学院武汉430072

InSe是Ⅲ-Ⅵ族化合物中的主要成员,由于其具有优异的电学性能,在太阳能电池、固体电池组等领域受到广泛的关注.光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而Ⅲ-Ⅵ族化合物中的点缺陷对电子结构具有重要的调控,且单层InSe中点缺陷的Perdew... 详细信息

InSe是Ⅲ-Ⅵ族化合物中的主要成员,由于其具有优异的电学性能,在太阳能电池、固体电池组等领域受到广泛的关注.光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而Ⅲ-Ⅵ族化合物中的点缺陷对电子结构具有重要的调控,且单层InSe中点缺陷的Perdew-Burke-Ernzerhof(PBE)和Heyd-Scuseria-Ernzerhof(HSE)对比研究尚且缺乏.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算,对单层InSe的硒空位、铟空位、溴替代硒、硫替代硒、碲替代硒、镓替代铟、锡替代铟和铊替代铟的缺陷形成能和稳定性进行了研究.结果表明:在缺铟和富铟条件下,硫替代硒和镓替代铟的缺陷形成能低且可以有效的降低体系总能,提高体系的稳定性.溴替代硒具有较小的缺陷形成能,但较大的体系总能表明溴替代硒的缺陷体系不稳定.在缺铟条件下易形成铊替代铟缺陷;在富铟条件下易形成碲替代硒缺陷.上述研究结果有助于理解点缺陷对Ⅲ-Ⅵ族化合物稳定性的影响,同时也为未来实验上设计基于InSe的高效的光电子器件提供理论依据.

关键词：单层InSe 稳定性形成能点缺陷

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3V锂离子电池用层状α-Na_(0.67)MnO_(2.26)的电化学性能

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中南大学学报（自然科学版） 2009年第1期40卷 72-77页

作者：杨顺毅王先友伍文胡涛王欣易四勇湘潭大学化学学院湖南湘潭411105

以Mn(CH3COO)2·4H2O和Na2CO3为原料,通过sol-gel技术合成前驱体,在600℃焙烧前驱体得到一种新的无水层状α-Na0.67MnO2.26材料。用等离子体光谱、X射线衍射仪、扫描电镜、恒流充放电和循环伏安(CV)等对产物的结构、组成、形貌及电化学... 详细信息

以Mn(CH3COO)2·4H2O和Na2CO3为原料,通过sol-gel技术合成前驱体,在600℃焙烧前驱体得到一种新的无水层状α-Na0.67MnO2.26材料。用等离子体光谱、X射线衍射仪、扫描电镜、恒流充放电和循环伏安(CV)等对产物的结构、组成、形貌及电化学性能进行研究。结果表明:得到的样品为稳定的六方层状P2结构,且颗粒细小;该样品在充放电电流密度为25mA/g和电压为2.0～4.3V时,首次充电比容量为188mA·h/g,第2次放电比容量为176mA·h/g,充放电库仑效率高达94%;在电压为2.0～4.3V,电流密度为25,50,125和250mA/g充放电条件下,其第2次放电比容量分别为176,168,139和110mA·h/g,40次循环后,其放电比容量分别为150,142,121和105mA·h/g,显示材料有较好的循环稳定性和大电流充放电性能。

关键词：锂离子电池层状钠锰氧化物正极材料电化学性能结构稳定性

三甲基铝双聚体和单体的气相离解-缔合平衡模拟计算

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物理化学学报 2006年第11期22卷 1393-1398页

作者：吴淑英杨立新宋春霞王文波湘潭大学化学学院湖南湘潭411105

在B3LYP／6-311++G(3df,2pd)水平上全优化得到了三甲基铝双聚体(d-TMA)的C2h和C2v两种构型和单体的C3h结构．着重用完全基组方法CBS-4M模拟计算了TMA气相平衡中各物种在1．01×105Pa和300-550K范围内的热力学函数值．通过考察d-TMA三线... 详细信息

在B3LYP／6-311++G(3df,2pd)水平上全优化得到了三甲基铝双聚体(d-TMA)的C2h和C2v两种构型和单体的C3h结构．着重用完全基组方法CBS-4M模拟计算了TMA气相平衡中各物种在1．01×105Pa和300-550K范围内的热力学函数值．通过考察d-TMA三线态构型和异裂反应对系统熵值的影响,准确计算了d-TMA离解反应的△1Hm和△1Sm．以lnKd对l／T作图,两者之间具有很好的线性关系:lnKd=-9624．4363／T+20．2303,相关系数R2=1．0000,与前人实验结果相当一致．在此基础上提出了新的d-TMA气相离解-缔合反应机理．

关键词：三甲基铝双聚体离解-缔合平衡异裂反应热力学函数平衡常数

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空气氛围下可见光诱导的硫酚氧化脱氢偶联

有机化学 2021年第12期41卷 4704-4711页

作者：陈幸周璇姬小趁黄华文湘潭大学化学学院湖南湘潭411105

硫醚化羰基化合物广泛存在于自然界和各行业领域,是合成杂环的重要中间体,传统的羰基硫醚合成方法通常需要将底物预功能化,将其从亲核试剂转化为亲电试剂,合成方法繁琐复杂,因此探索一种新型的羰基化合物的硫醚化反应非常重要.开发了一... 详细信息

硫醚化羰基化合物广泛存在于自然界和各行业领域,是合成杂环的重要中间体,传统的羰基硫醚合成方法通常需要将底物预功能化,将其从亲核试剂转化为亲电试剂,合成方法繁琐复杂,因此探索一种新型的羰基化合物的硫醚化反应非常重要.开发了一种在可见光条件下,利用酮类化合物和硫酚的氧化脱氢偶联反应合成硫醚化合物的方法.在光催化体系下,无需任何金属,该反应使用廉价易得的空气作为氧化剂,成功实现高原子经济性和广泛的底物适用范围,为C—S键的直接构建提供了更为简便的方法.

关键词：可见光诱导 C—S键构建脱氢偶联硫醚

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环己酮选择性构建功能芳烃的研究进展

有机化学 2022年第1期42卷 129-146页

作者：王硕文姜平宇李镕杨沐阳邓国军湘潭大学化学学院湖南湘潭411105

环己酮是一类廉价易得的重要的有机化工原料,含有极性的活泼羰基,可与亲核试剂进行亲核加成并进一步转化.此外,因羰基的活化作用,其邻位的亚甲基也具有较好的反应活性.因而,环己酮可以作为廉价的C2源参与成环及芳构化反应构筑芳香功能分... 详细信息

环己酮是一类廉价易得的重要的有机化工原料,含有极性的活泼羰基,可与亲核试剂进行亲核加成并进一步转化.此外,因羰基的活化作用,其邻位的亚甲基也具有较好的反应活性.因而,环己酮可以作为廉价的C2源参与成环及芳构化反应构筑芳香功能分子.将从环己酮参与的选择性构建单取代芳烃、多取代芳烃以及杂环芳烃三个方面进行阐述,重点综述近几年环己酮与醛、酮、胺、硫酚等亲核试剂经缩合、脱氢芳构化选择性构建功能芳烃的研究进展,并对未来进一步开发新型温和绿色的合成方法实现环己酮选择性构建功能芳烃进行了展望.

关键词：环己酮亲核加成脱氢芳构化缩合功能芳烃

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Na-Mn-O正极材料的合成及电化学性能

物理化学学报 2008年第9期24卷 1669-1674页

作者：杨顺毅王先友魏建良李秀琴唐安平湘潭大学化学学院湖南湘潭411105

以Mn(CH3COO)2·4H2O为锰源,以Na2CO3为钠源,通过溶液-凝胶法合成干凝胶前驱体,将前驱体在空气气氛中焙烧得到Na-Mn-O正极材料.并用傅立叶红外光谱(FT-IR),热重分析(TG),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒流充放电测试等对材料结构和性... 详细信息

以Mn(CH3COO)2·4H2O为锰源,以Na2CO3为钠源,通过溶液-凝胶法合成干凝胶前驱体,将前驱体在空气气氛中焙烧得到Na-Mn-O正极材料.并用傅立叶红外光谱(FT-IR),热重分析(TG),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒流充放电测试等对材料结构和性能进行研究.结果表明,600℃焙烧的样品为结构稳定的层状锰酸钠,属于六方层状P2结构,空间群为P63/mmc,通过PowderX软件计算得到其晶胞参数为a=0.284nm,c=***-Mn-O正极材料在Li+嵌入和脱出过程中,部分Na+从层状主晶格中脱出,使得Li+在MnO6层间的嵌/脱阻力减小(由于Na+(0.095nm)半径比Li+(0.076nm)大),电化学性能明显改善.在充放电电流密度为25mA·g-1,电压在2.0-4.3V范围时,600℃焙烧的样品第二次放电容量高达176mAh·g-1,20次循环后,容量保持率仍有90.9%.

关键词：锂离子电池层状正极材料钠锰氧化物溶液-凝胶法

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水溶性酚醛树脂制备超级电容器用活性炭

化工学报 2008年第4期59卷 1058-1064页

作者：戴春岭王先友黄庆华李俊湘潭大学化学学院湖南湘潭411105

以苯酚和甲醛为原料,氢氧化钠为催化剂,采用两步碱催化合成工艺,制备了水溶性酚醛树脂前驱体。使前驱体在高温下炭化,制备出以介孔为主的活性炭。将活性炭在2·5mol·L-1HNO3溶液中进行活化后得到产品。所得产品的物理性质用红外光谱(IR... 详细信息

以苯酚和甲醛为原料,氢氧化钠为催化剂,采用两步碱催化合成工艺,制备了水溶性酚醛树脂前驱体。使前驱体在高温下炭化,制备出以介孔为主的活性炭。将活性炭在2·5mol·L-1HNO3溶液中进行活化后得到产品。所得产品的物理性质用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)和比表面(BET)测试进行表征。结果显示活化后活性炭比表面积略有下降,平均孔径变宽,但因活化增加了活性炭含氧官能团的含量,使得活性炭表面有效比表面积增加。电化学测试结果表明活化后的活性炭电极比容量增加,达到250F·g-1。

关键词：水溶性酚醛树脂超级电容器介孔活性炭活化比电容

纳米Au粒子作为直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池阴极催化剂

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化学学报 2008年第24期66卷 2675-2680页

作者：魏建良王先友王宏杨顺毅戴春岭裴斧湘潭大学化学学院湖南湘潭411105

采用浸渍还原法制备了纳米Au/C,并将其用作直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池阴极催化剂.通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行结构和形貌分析,结果表明10～20nm的纳米Au粒子均匀地分散在VulcanXC-72R碳黑表面上.循环伏安测试表... 详细信息

采用浸渍还原法制备了纳米Au/C,并将其用作直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池阴极催化剂.通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行结构和形貌分析,结果表明10～20nm的纳米Au粒子均匀地分散在VulcanXC-72R碳黑表面上.循环伏安测试表明,在0.5mol·L-1H2SO4和2mol·L-1H2O2混合溶液中,纳米Au/C在0.85V处表现较强的不可逆还原电流.以纳米Au/C为阴极催化剂,AB5储氢合金为阳极催化剂制成直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池.电池在30℃下的最大功率密度可达到78.6mW·cm-2.当电池工作温度升高至50℃时,电池的最大功率密度超过120mW·cm-2.此外,研究了阴极溶液中H2SO4和H2O2浓度对电池性能的影响.当阴极溶液中H2SO4浓度小于0.5mol·L-1时,酸浓度对电池性能影响较大;H2O2浓度对电池性能影响较小.确定了阴极溶液中H2SO4和H2O2的最佳浓度分别为0.5和2mol·L-1.

关键词：过氧化氢电还原浸渍还原直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池

(NiO+CoO)/活性炭超级电容器电极材料的制备及其性能

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中南大学学报（自然科学版） 2008年第1期39卷 122-127页

作者：王先友黄庆华李俊戴春岭湘潭大学化学学院湖南湘潭411105

以表面包覆7%Co(OH)2的球形Ni(OH)2为原料,在450℃热分解得到(NiO+CoO)粉末,将其与活性炭(AC)按不同质量比混合均匀,得到超级电容器用(NiO+CoO)/AC复合电极材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等方法对样品进行物理... 详细信息

以表面包覆7%Co(OH)2的球形Ni(OH)2为原料,在450℃热分解得到(NiO+CoO)粉末,将其与活性炭(AC)按不同质量比混合均匀,得到超级电容器用(NiO+CoO)/AC复合电极材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等方法对样品进行物理性能测试,用循环伏安(CV)法研究不同配比的(NiO+CoO)/AC复合电极在6 mol/L KOH电解液中的电化学性能,并对复合电极材料模拟电容器与活性炭模拟电容器进行恒流充放电测试。研究结果表明:在6 mol/L KOH电解液中,当复合材料中的(NiO+CoO)质量分数为6%时,所制备的单电极比电容量最大,为240 F/g,比纯活性炭电极的比电容(约160 F/g)提高50%;复合电极模拟电容器具有较好的可逆性和电化学性能。

关键词：超级电容器复合电极材料 (NiO+CoO)混合物比电容