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超临界二氧化碳辅助制备二维非晶材料

郑州大学学报（理学版） 2024年第3期56卷 1-15页

作者：葛天培许群郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450003

二维非晶材料不仅具有二维材料的高比表面积和高表面原子活性,还具有非晶材料的多缺陷和活性位点等优势,是理想的催化材料。近年来,超临界二氧化碳辅助制备工艺在制备二维非晶材料方面取得了一系列成功。介绍了利用超临界二氧化碳辅助... 详细信息

二维非晶材料不仅具有二维材料的高比表面积和高表面原子活性,还具有非晶材料的多缺陷和活性位点等优势,是理想的催化材料。近年来,超临界二氧化碳辅助制备工艺在制备二维非晶材料方面取得了一系列成功。介绍了利用超临界二氧化碳辅助制备各种二维非晶材料,讨论了其可能的非晶化机理及其对二维材料结构和性能的影响,并进一步展示了它们在不同领域的应用。对超临界二氧化碳辅助制备二维非晶材料的研究不仅能从理论层面理解二维非晶材料的形成机制,更为制备具有特定结构和性能的二维非晶材料提供指导。相关研究展示了超临界二氧化碳辅助制备工艺在材料设计和工程应用中具有广阔的前景。

关键词：二维非晶材料超临界二氧化碳非晶化机制光电催化能量转换

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聚合物基复合固态电解质填料研究进展

郑州大学学报（理学版） 2024年第3期56卷 33-40页

作者：唐菲王柳郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450003

聚合物基固态电解质具有优异的稳定性、加工性和低成本,是实现全固态锂电池的理想电解质,然而低离子电导率严重阻碍了其应用。加入无机填料,构筑聚合物基复合固态电解质是提升离子电导率的有效策略。首先,讨论了聚合物电解质的离子传导... 详细信息

聚合物基固态电解质具有优异的稳定性、加工性和低成本,是实现全固态锂电池的理想电解质,然而低离子电导率严重阻碍了其应用。加入无机填料,构筑聚合物基复合固态电解质是提升离子电导率的有效策略。首先,讨论了聚合物电解质的离子传导机理及复合固态电解质组分间的协同作用。其次,从机械强度、电化学稳定窗口、离子电导率、锂离子迁移数四个方面阐述了填料的作用,并以惰性填料、活性填料、功能性填料为分类对近些年填料的研究进展进行了系统介绍,阐释了其物理化学性质对电解质性能的调控机制。最后,在总结现有研究结果的基础上,针对关键问题对未来的研究方向进行了展望。

关键词：固态锂电池复合聚合物电解质填料固态电解质

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双金属基催化剂材料在锂硫电池中的应用

郑州大学学报（理学版） 2024年第3期56卷 49-57页

作者：鹿文强王卓森郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450003

由于锂硫电池具有超高的理论能量密度,成为取代传统锂离子电池中最具发展潜力的电池之一。然而,由于锂硫电池的导电性差、穿梭效应严重、反应动力学缓慢等问题,导致锂硫电池的循环衰减快、稳定性较差。双金属基催化剂可以协同金属或金... 详细信息

由于锂硫电池具有超高的理论能量密度,成为取代传统锂离子电池中最具发展潜力的电池之一。然而,由于锂硫电池的导电性差、穿梭效应严重、反应动力学缓慢等问题,导致锂硫电池的循环衰减快、稳定性较差。双金属基催化剂可以协同金属或金属化合物间的相互作用,优化电子结构,对多硫化物有着良好的吸附和催化转化作用,提高锂硫电池的循环稳定性及倍率性能。总结了双金属基催化剂在提升锂硫电池效率和稳定性方面的策略,并讨论双金属基催化剂在锂硫电池中的应用前景和挑战。

关键词：锂硫电池双金属基电催化剂多硫化物协同作用

钠离子电池过渡金属硒化物负极材料的研究进展

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郑州大学学报（理学版） 2024年第3期56卷 16-21页

作者：杨明醒朱建华郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450003

钠离子电池(SIBs)因其原材料来源丰富,在大规模储能领域具有较强的竞争力,有望成为锂离子电池的重要补充。负极材料是制约钠离子电池发展的关键问题。在众多的钠离子电池负极材料中,过渡金属硒化物(TMSs)有着高理论容量、低成本和环境... 详细信息

钠离子电池(SIBs)因其原材料来源丰富,在大规模储能领域具有较强的竞争力,有望成为锂离子电池的重要补充。负极材料是制约钠离子电池发展的关键问题。在众多的钠离子电池负极材料中,过渡金属硒化物(TMSs)有着高理论容量、低成本和环境友好的优点,被认为是有希望的候选材料。首先,阐明了TMSs的钠储存机制。然后,阐述了TMSs目前存在的首次库仑效率低、体积膨胀大、导电性差和多硒化物穿梭效应等问题。随后,讨论了相应的改进策略,并详细介绍了TMSs在纳米结构设计、碳包覆、构建异质结和其他方面的最新研究进展。最后,进行了对TMSs的总结和展望。

关键词：钠离子电池过渡金属硒化物纳米结构设计碳包覆异质结

Ru负载Co_(3)O_(4)催化剂的制备及其电解糠醛性能研究

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郑州大学学报（理学版） 2024年第3期56卷 88-94页

作者：杜康健彭智昆郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450003

近年来,过渡金属基催化剂(TMOs)在探索高性能的糠醛氧化方面备受关注,但较低的本征活性限制其应用,合理优化TMOs的电子结构是提高糠醛氧化催化性能的有效策略。采用电沉积和浸渍法成功制备了Ru-Co_(3)O_(4)/CP催化剂,并通过电化学测试评... 详细信息

近年来,过渡金属基催化剂(TMOs)在探索高性能的糠醛氧化方面备受关注,但较低的本征活性限制其应用,合理优化TMOs的电子结构是提高糠醛氧化催化性能的有效策略。采用电沉积和浸渍法成功制备了Ru-Co_(3)O_(4)/CP催化剂,并通过电化学测试评价FOR和HER的催化性能。在1.0 mol/L KOH溶液中加入50 mmol/L糠醛后,Ru-Co_(3)O_(4)/CP催化剂达到10 mA/cm^(2)电流密度仅需要1.41 VRHE,与不加糠醛相比,降低了100 mV。以Ru-Co_(3)O_(4)/CP为阴极和阳极的催化剂构筑两电极电解槽,与全解水相比,电解糠醛在达到30 mA/cm^(2)的电流密度所需要的电解电压降低了60 mV,同时在阴极和阳极得到了高价值的H_(2)和糠酸。

关键词：糠醛电催化氧化析氢反应

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钯纳米催化剂上过氧化氢直接合成理论研究

郑州大学学报（理学版） 2024年第3期56卷 67-75页

作者：张智淇李攀杨永鹏郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450003

利用密度泛函理论研究了二氧化钛载体和氧化程度对钯纳米催化剂在过氧化氢直接合成中催化性能的影响。利用极小跳跃全局搜索方法得到了不同氧化程度的Pd_(n)/TiO_(2)和(PdO_(0.5))_(n)/TiO_(2)(n=4、12和19)的全局最稳定结构。计算了氧... 详细信息

利用密度泛函理论研究了二氧化钛载体和氧化程度对钯纳米催化剂在过氧化氢直接合成中催化性能的影响。利用极小跳跃全局搜索方法得到了不同氧化程度的Pd_(n)/TiO_(2)和(PdO_(0.5))_(n)/TiO_(2)(n=4、12和19)的全局最稳定结构。计算了氧化程度对H、O、H_(2)、O_(2)、OH、OOH和H_(2)O_(2)在Pd/TiO_(2)催化剂上吸附性质的影响。结果显示,负载型Pd_(12)和Pd_(19)团簇氧化后对H_(2)、H、O和OH的吸附能有所降低。研究了Pd_(n)/TiO_(2)和(PdO_(0.5))_(n)/TiO_(2)上过氧化氢直接合成的反应机理,发现在Pd_(4)/TiO_(2)和Pd_(19)O_(10)/TiO_(2)上,直接合成过氧化氢的决速步骤是O_(2)的第一次加氢,而在Pd_(4)O_(2)/TiO_(2)、Pd_(12)/TiO_(2)和Pd_(12)O_(6)/TiO_(2)上,决速步骤是OOH的加氢。

关键词：密度泛函理论钯纳米催化剂二氧化钛过氧化氢直接合成反应路径

面向CO_(2)还原应用的金属性光催化剂研究进展

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郑州大学学报（理学版） 2024年第3期56卷 82-87页

作者：张露云李俊郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450003

金属性光催化剂由于其特殊的能带结构,可以吸收近红外光来驱动光催化反应,因而备受关注。首先,综述了金属性光催化剂的基本原理及其在光催化CO_(2)还原领域面临的挑战。其次,针对金属性光催化剂面临的瓶颈,总结了目前的几种改性策略在... 详细信息

金属性光催化剂由于其特殊的能带结构,可以吸收近红外光来驱动光催化反应,因而备受关注。首先,综述了金属性光催化剂的基本原理及其在光催化CO_(2)还原领域面临的挑战。其次,针对金属性光催化剂面临的瓶颈,总结了目前的几种改性策略在提高金属性光催化剂CO_(2)光还原活性上的应用,重点介绍了催化剂结构与光催化性能之间的关系。最后,对金属性光催化剂的未来发展趋势及研究方向进行了展望。

关键词：金属性光催化剂近红外光 CO_(2)还原光催化

ZnO/Spiro-MeOTAD异质结自驱动光电探测器的制备及性能(特邀)

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光子学报 2024年第7期53卷 58-67页

作者：李朋凡黄雨欣俞学伟冯仕亮姜岩峰闫大为于平平江南大学先进技术研究院电子工程系无锡214122

ZnO具有高稳定性、低成本、宽带隙等优点,被广泛用于光电探测器但响应速度较慢,采用Zn(TFSI)2和CNT∶TiO_(2)作为混合掺杂剂来代替Li-TFSI,以提高Spiro-MeOTAD的稳定性及光电性能,采用旋涂法制备了ZnO/Spiro-MeOTAD异质结构筑光电探测器... 详细信息

ZnO具有高稳定性、低成本、宽带隙等优点,被广泛用于光电探测器但响应速度较慢,采用Zn(TFSI)2和CNT∶TiO_(2)作为混合掺杂剂来代替Li-TFSI,以提高Spiro-MeOTAD的稳定性及光电性能,采用旋涂法制备了ZnO/Spiro-MeOTAD异质结构筑光电探测器。ZnO/Spiro-MeOTAD光电探测器在250~600 nm波长范围内,具有良好的自驱动特性。在0 V条件下,ZnO/Spiro-MeOTAD器件在368 nm的入射光照射下具有最高的光电性能,响应度为27.34 mA W^(-1),比探测率为3.62×10^(11)Jones,开关比为2029,上升/下降时间分别为0.71 s/0.55 s,相较于ZnO的光电性能(响应度为17.74 mA·W^(-1),比探测率为5.11×10^(10)Jones,开关比为63.6,上升/下降时间为11.76 s/1.49 s)分别提升提高了1.5倍、7倍、32倍。ZnO/Spiro-MeOTAD器件在550 nm处仍具有明显响应,响应度和比探测率分别为2.48 mA·W^(-1)和3.32×10^(10)Jones,对比ZnO器件提高了248倍和940倍。不同放置时间(1个月)和预处理温度(0~140℃)下光电流的变化,验证了Spiro-MeOTAD加入构筑p-n异质结,不仅可以显著提升ZnO基光电探测器的响应度、开关比和响应速度,同时使得探测器具有良好的稳定性,可以应用于较高温度工作环境。

关键词：光电探测器异质结旋涂法 ZnO Spiro-MeOTAD 自驱动

应用自注意力机制对抗网络进行海洋多次波压制方法研究

维普期刊数据库评论

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石油地球物理勘探 2024年第3期59卷 454-464页

作者：叶月明曹晓初任浩然张春燕中国石油杭州地质研究院浙江杭州310023 浙江大学先进技术研究院浙江杭州310027

由于海面和海底两个强波阻界面的存在,海洋地震资料普遍发育强能量多次反射波,海洋多次波衰减贯穿着整个海洋地震资料处理的始终,是影响海洋地震资料成像品质最主要的因素之一。复杂海域情况下的多次波压制往往需要通过多方法多域分步... 详细信息

由于海面和海底两个强波阻界面的存在,海洋地震资料普遍发育强能量多次反射波,海洋多次波衰减贯穿着整个海洋地震资料处理的始终,是影响海洋地震资料成像品质最主要的因素之一。复杂海域情况下的多次波压制往往需要通过多方法多域分步组合的衰减策略,计算耗时而且多域多步骤会造成计算误差的累计,从而影响多次波的衰减效率和精度。为此,提出了一种基于自注意力机制对抗网络(SA-GAN)的海洋多次波压制方法。首先,针对特征数据利用多域分步组合法压制多次波获得标签数据集;其次,在U-Net生成器网络中引入自注意力机制(SA),构建基于SA-GAN网络的多次压制深度学习模型,并进行网络训练;最后,利用训练完备的SA-GAN网络对整体数据进行多次波压制处理。引入SA的U-Net生成器的GAN网络收敛速度快且计算稳定,在地震样本数据集上具有更好的数据泛化能力。与常规方法相比,本文提出的方法只需人工处理少量特征数据,网络训练后便可进行工区大量数据的多次波压制处理,避免了复杂多次波压制多方法串联组合的繁琐过程,为海洋实际地震数据的多次波压制提供了一种高效手段。模型和NH探区深水实际资料处理结果验证了本方法的有效性。

关键词：多次波压制海洋地震资料处理深度学习自注意力机制对抗网络