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水热法合成氧化亚钴纳米粒子／石墨烯复合材料及其储锂性能研究

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化学学报 2017年第2期75卷 231-236页

作者：王蕾赵冬冬刘旭于鹏付宏刚黑龙江大学功能无机材料化学教育部重点实验室哈尔滨150080

针对目前的锂离子电池负极材料存在比容量低、循环稳定性差等问题,本工作发展了简单、有效的方法合成氧化亚钴纳米粒子与石墨烯的复合材料(CoO/RGO).采用氧化石墨(GO)和Co(NO3)2作为原料,先用水热路线制备了前驱体,再将其在氮气气氛下... 详细信息

针对目前的锂离子电池负极材料存在比容量低、循环稳定性差等问题,本工作发展了简单、有效的方法合成氧化亚钴纳米粒子与石墨烯的复合材料(CoO/RGO).采用氧化石墨(GO)和Co(NO3)2作为原料,先用水热路线制备了前驱体,再将其在氮气气氛下热处理,最终得到CoO/RGO复合材料.存在于石墨烯表面的CoO纳米粒子可以有效地阻止石墨烯片层的聚集,同时石墨烯片层的相互连接能够形成三维的空间网络,提高复合材料的导电性.将合成的CoO/RGO复合材料作为负极,以锂片作为正极,组装成纽扣电池.电化学测试表明,在电流密度为100 mA·g^(-1)的条件下,初始比容量放电比容量高达1312.6 mAh·g^(-1),在10000 mA·g^(-1)的大电流密度下,经过300圈循环后,其比容量仍然可以达到557.4 mAh·g^(-1).这表明CoO/RGO复合材料具有高的比容量、优异的倍率性能及循环稳定性,这归因于3D网状结构能够避免在锂离子的嵌入/脱出过程中材料的结构被严重破坏.

关键词：氧化亚钴石墨烯复合材料锂离子电池负极材料

掺杂磷烯二维纳米材料对草甘膦吸附机理的研究

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原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 58-64页

作者：王群周乃武单正莉覃庆雨刘钰佳王梅梅青刚孙玉希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

草甘膦是世界上普遍使用的除草剂之一,被广泛使用在农田和非农田杂草的防治.由于草甘膦类除草剂的大范围应用,其对动植物的危害性逐渐受到人们的关注.磷烯二维纳米材料与草甘膦之间相互作用机理的研究对草甘膦的检测及去除具有重大的意... 详细信息

草甘膦是世界上普遍使用的除草剂之一,被广泛使用在农田和非农田杂草的防治.由于草甘膦类除草剂的大范围应用,其对动植物的危害性逐渐受到人们的关注.磷烯二维纳米材料与草甘膦之间相互作用机理的研究对草甘膦的检测及去除具有重大的意义.本研究将采用基于密度泛函理论方法考察本征及Al,Ca,Ti及Fe金属原子掺杂的磷烯对草甘膦的吸附,通过吸附能,差分电荷密度,布居电荷分析本征及金属原子掺杂磷烯对草甘膦的吸附机制,从分子和原子水平上研究它们之间的详细机理.研究结果有望为掺杂磷烯材料在草甘膦吸附方面的应用提供有意义的理论参考.

关键词：磷烯掺杂磷烯草甘膦密度泛函理论

磷酸修饰对纳米Fe_2O_3热稳定性及光催化性能的影响

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高等学校化学学报 2014年第8期35卷 1782-1787页

作者：孟庆强孙婉婷栾云博井立强黑龙江大学化学化工与材料学院功能无机材料化学教育部重点实验室哈尔滨150080

通过溶液浸渍蒸干过程实现了磷酸对Fe2O3纳米粒子的表面修饰,研究了磷酸修饰对纳米Fe2O3的热稳定性及光催化活性的影响.结果表明,磷酸修饰显著提高了Fe2O3的热稳定性,主要归因于磷酸修饰在样品表面抑制了粒子之间的团聚生长.同时,在光... 详细信息

通过溶液浸渍蒸干过程实现了磷酸对Fe2O3纳米粒子的表面修饰,研究了磷酸修饰对纳米Fe2O3的热稳定性及光催化活性的影响.结果表明,磷酸修饰显著提高了Fe2O3的热稳定性,主要归因于磷酸修饰在样品表面抑制了粒子之间的团聚生长.同时,在光催化降解气相乙醛和液相苯酚的测试中,磷酸修饰后热处理温度为600℃的样品表现出了最佳的可见光催化性能,这主要归因于该样品具有高晶化度、小粒子尺寸及大比表面积,并且适量的修饰有利于其光催化性能的提高.

关键词：三氧化二铁热稳定性光生电荷分离光催化无色污染物降解

晶相可控的ZrO_2纳米线的无卤制备及表征

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高等学校化学学报 2015年第7期36卷 1403-1408页

作者：吴杰陆艳芳刘杨于喆英辛柏福黑龙江大学化学化工与材料学院功能无机材料化学教育部重点实验室哈尔滨150080

采用无卤法制备晶相可控的Zr O2纳米线.通过静电纺丝法制备聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与Zr(NO3)4的复合纤维;再通过煅烧法在除去聚合物模板的同时制备Zr O2纳米线.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换... 详细信息

采用无卤法制备晶相可控的Zr O2纳米线.通过静电纺丝法制备聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与Zr(NO3)4的复合纤维;再通过煅烧法在除去聚合物模板的同时制备Zr O2纳米线.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪及热重差热联用热分析仪(DSCTGA)对材料的晶相结构、形貌及热稳定性进行表征.通过改变煅烧温度,可以实现Zr O2纳米材料形貌及晶相组成的调控.

关键词：氧化锆纳米线静电纺丝无卤法

氮掺杂石墨烯与g-C3N4二维异质体对纳米Fe2O3光催化剂的复合改性

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高等学校化学学报 2017年第2期38卷 246-251页

作者：王金双秦川丽王虹涧李佳栋张旭良陈双影井立强黑龙江大学化学化工与材料学院功能无机材料化学教育部重点实验室哈尔滨150080

使用相分离的水解-溶剂热法制备了α-Fe_2O_3纳米粒子,通过简单的湿化学法实现了质量分数为3%的石墨烯、氮掺杂石墨烯和g-C_3N_43种二维异质体对纳米α-Fe_2O_3的复合改性,并比较了3种二维异质体对α-Fe_2O_3光催化活性的影响.结果表明... 详细信息

使用相分离的水解-溶剂热法制备了α-Fe_2O_3纳米粒子,通过简单的湿化学法实现了质量分数为3%的石墨烯、氮掺杂石墨烯和g-C_3N_43种二维异质体对纳米α-Fe_2O_3的复合改性,并比较了3种二维异质体对α-Fe_2O_3光催化活性的影响.结果表明,在光催化还原二氧化碳和降解液相苯酚过程中,二维异质体的复合均提高了纳米α-Fe_2O_3的光催化活性,氮掺杂石墨烯对α-Fe_2O_3的改性效果优于石墨烯,其中g-C_3N_4对α-Fe_2O_3的改性效果最优.通过表面光电压谱、光电化学及羟基自由基等测试,确认二维异质体的复合改性主要通过促进纳米α-Fe_2O_3的光生电荷分离和提高活性中间组分(羟基自由基)的含量提高纳米α-Fe_2O_3的光催化活性.

关键词：纳米α-Fe2O3 二维异质体复合改性光生电荷分离二氧化碳还原污染物降解

金属掺杂的磷烯对亚甲基蓝的吸附机理:DFT-D研究

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 52-60页

作者：王群周乃武赵虹林杨丽欣邓壹铭单正莉杨志豪邓良平梅青刚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山东曲阜273165 北京市食品风味化学重点实验室北京100048

随着工业的发展,染料废水对人类和环境的危害愈加显著,其中偶氮类的亚甲基蓝这种染料废水不仅色度大,而且难以降解.因此设计一种高效且灵敏的吸附剂来去除亚甲基蓝对人类和环境的危害是亟须解决的问题.本研究利用基于色散力校正的密度... 详细信息

随着工业的发展,染料废水对人类和环境的危害愈加显著,其中偶氮类的亚甲基蓝这种染料废水不仅色度大,而且难以降解.因此设计一种高效且灵敏的吸附剂来去除亚甲基蓝对人类和环境的危害是亟须解决的问题.本研究利用基于色散力校正的密度泛函理论(DFT-D)的第一性原理方法探索了本征及掺杂磷烯吸附剂对亚甲基蓝的吸附机理,并详细考察了本征及掺杂Al,Ca,Ti和Fe金属原子后的磷烯对亚甲基蓝吸附的影响.研究结果表明亚甲基蓝初始构型会影响磷烯对其吸附,当亚甲基蓝平躺于磷烯表面时有较大的吸附,且金属原子掺杂显著地影响其对亚甲基蓝的吸附能力,掺杂金属原子均增大了磷烯对亚甲基蓝的吸附.其中吸附能力是Fe掺杂磷烯>Ca掺杂磷烯>Ti掺杂磷烯>Al掺杂磷烯.研究结论对于亚甲基蓝的处理带来了新的指导方向,有望为相关染料废水的检测和去除提供有意义的理论参考.

关键词：亚甲基蓝色散力校正密度泛函理论磷烯掺杂磷烯

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Ag/mSiO2空心微球的制备及SERS标记性能

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高等学校化学学报 2014年第7期35卷 1541-1545页

作者：任志宇李忠涛杜世超吴君孔令俊付宏刚黑龙江大学功能无机材料化学教育部重点实验室、化学化工与材料学院哈尔滨150080

以聚苯乙烯微球为模板,经过原位还原和种子生长过程在聚苯乙烯微球表面包覆银(Ag)纳米粒子;以正硅酸乙酯为硅源,在十六烷基三甲基溴化铵的导向下实现介孔二氧化硅(mSiO2)可控包覆,去除模板得到Ag/mSiO2空心微球.透射电子显微镜(TEM)和... 详细信息

以聚苯乙烯微球为模板,经过原位还原和种子生长过程在聚苯乙烯微球表面包覆银(Ag)纳米粒子;以正硅酸乙酯为硅源,在十六烷基三甲基溴化铵的导向下实现介孔二氧化硅(mSiO2)可控包覆,去除模板得到Ag/mSiO2空心微球.透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附分析结果表明,SiO2壳层厚度约为20 nm,介孔孔径为2.1 nm,孔道分布均匀.进一步利用虹吸作用使对巯基苯胺(4-ATP)分子进入微球内与Ag粒子结合,构建表面增强拉曼散射(SERS)标记材料.SERS测试结果表明,该标记材料检测限达到10-7mol/L,SERS增强因子达到3.7×105.

关键词：银介孔二氧化硅空心微球表面增强拉曼散射标记

三(芳氧基)芳烃络合低价锕系离子的结构和还原性质理论探索

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化学学报 2020年第10期78卷 1096-1101页

作者：杨之策田佳楠才洪雪李丽潘清江黑龙江大学功能无机材料化学教育部重点实验室化学化工与材料学院哈尔滨150080

由于具有特殊的电子结构和独特的反应性,低价锕系配合物已得到广泛关注.目前,实验中得到的可分离、晶体结构确定的+2锕系元素配合物少之又少.本工作通过相对论密度泛函理论探索了低价[AnL]z(An=Ac^Pu;L=[(Me,MeAr OH)3Ar]3–;z=0和-1)... 详细信息

由于具有特殊的电子结构和独特的反应性,低价锕系配合物已得到广泛关注.目前,实验中得到的可分离、晶体结构确定的+2锕系元素配合物少之又少.本工作通过相对论密度泛函理论探索了低价[AnL]z(An=Ac^Pu;L=[(Me,MeAr OH)3Ar]3–;z=0和-1)的结构和氧化还原性质.计算发现,在[AnL]→[AnL]–还原过程中An-CAr和An-Arcent距离缩短,这是由于还原电子进入到An和Ar共享区域,增强了δ(An-Ar)成键作用所致.还原时,配合物[AcL]和[ThL]的Ar基团捕获了大部分还原电子,而Pa^Pu配合物的则更多地定域在金属周围.因此,还原产物中Ac和Th仍为+3,而Pa^Pu则为+2、具有5fn电子组态.得到的还原电势值随着Ac^Pu整体呈上升趋势,在U和Np处出现相对Pa和Pu的低点.这一趋势与电子亲和能和An-CAr/Arcent距离变化有很好的相关性.

关键词： δ(An-Ar)型低价锕系配合物三(芳氧基)芳烃配体电子结构氧化还原性质相对论密度泛函理论

点手性调控的三股铕螺旋体的非对映选择性自组装及圆偏振发光

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化学学报 2021年第8期79卷 1042-1048页

作者：宋龙飞周妍妍高婷闫鹏飞李洪峰黑龙江大学化学化工与材料学院功能无机材料化学教育部重点实验室哈尔滨150080

具有超分子手性的稀土螺旋体为合成高性能稀土圆偏振发光(CPL)材料提供了结构基础.然而,稀土Ln(Ⅲ)离子较大的半径和不稳定的配位几何构型为合成高光学纯度的稀土螺旋体带来了困难和挑战.本工作通过在双三齿配体端基引入点手性的方式成... 详细信息

具有超分子手性的稀土螺旋体为合成高性能稀土圆偏振发光(CPL)材料提供了结构基础.然而,稀土Ln(Ⅲ)离子较大的半径和不稳定的配位几何构型为合成高光学纯度的稀土螺旋体带来了困难和挑战.本工作通过在双三齿配体端基引入点手性的方式成功构筑了一对儿对映体纯的手性双核三股铕螺旋体,[Eu_(2)(LRR)_(3)](OTf)_(6)和[Eu_(2)(L^(SS))_(3)](OTf)_(6).结合全面的光谱表征和半经验分子力学模型证实了配体端基的点手性成功诱导两个稀土Eu^(3+)离子采取相同的Λ或Δ构型,并形成具有单一M或P螺旋构象的螺旋体.配合物的镜像圆二色(CD)和CPL光谱也进一步验证了一对儿光学纯对映体的形成.手性光学性质研究显示螺旋体在乙腈中表现出适中的发光不对称因子(|glum|=0.083)和良好的发光量子产率(QY=19%).该方法为制备性能优异的手性稀土CPL材料提供了一种可行性参考.

关键词：稀土配合物手性螺旋体手性诱导圆偏振发光(CPL)