石墨相氮化碳的非金属多元素掺杂改性研究进展

石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因廉价易得、环境友好且催化活性好等优点,逐渐在催化和环境等领域成为研究热点。然而,单一g-C_(3)N_(4)存在对可见光的吸收效率低等缺点,采用元素掺杂实现g-C_(3)N_(4)的骨架结构的调整,是克服这一缺点的有效方法。对近年来有关非金属多元素组合掺杂的研究工作进行了系统总结,主要包括含氧、磷、硼和卤素等元素的二元和多元组合,并对非金属元素掺杂工作中存在的问题及未来发展方向进行了展望。

高掺Er^(3+)上转换纳米晶发光性质多维调控研究进展

近年来,高掺Er^(3+)纳米晶的上转换发光研究取得了显著进展。与传统发光材料相比,这类材料具有多波段激发、穿透能力强的激发波段、光色动态可调以及对外场刺激响应灵敏等特点,在光信息安全、温度探针、生物成像等领域展现出巨大应用潜力。本文综述了高掺杂Er^(3+)纳米晶发光性质的多维调控策略,涵盖基质组成、结构设计以及能量传递机制的深入解析,详细探讨了发光强度增强、光色调控、动力学过程调节和激发波段拓宽等方面的最新研究成果。此外,本文还探究了外场激励对高掺杂Er^(3+)体系发光性能的调控机制,详细分析了温度、压力及金属表面电场等关键因素的影响,并从提升多光子跃迁概率和减少无辐射能量损失等角度揭示发光增强机理。最后,总结了激发模式调控高掺杂Er^(3+)上转换发光的有效方法,并对未来发展方向进行了展望。

非线性偏振旋转锁模掺铥光纤激光器的多孤子输出理论研究

本文研究探讨了在非线性偏振旋转锁模掺铥光纤激光器中,孤子分子和类噪声脉冲的演化特性。理论研究表明,当激光器在负色散条件下工作且腔内参数得到恰当配置时,能够稳定产生锁模孤子脉冲。通过细调腔内的偏振状态并适度增加泵浦功率,可以实现孤子分子的输出。继续调整腔内条件,还能够获得类噪声脉冲。泵浦功率和偏振控制器的调整,通过改变腔内增益,成为产生多种多孤子模式的关键因素。这一发现为深入理解负色散区域内2μm波段锁模掺铥光纤激光器产生多孤子动态特性提供了有价值的参考。

多波长与横模可切换掺镱光纤激光器的研究

设计并制备了一种具有环形掺镱纤芯的光纤波导结构,并提出了一种基于该环芯掺镱光纤和少模光纤布拉格光栅的多波长与横模可切换光纤激光器。在这种光纤激光器中,只需简单调整腔内的偏振控制器,就可以实现单波长和双波长的激光稳定振荡。当激光器在单波长下工作时,可以切换两种横模输出,包括LP01模和LP11模,两种模式都获得了小于0.08 nm的3 dB窄线宽和大于45 dB的高边模抑制比,中心波长和光强的波动分别为±0.01 nm和±1 dB。试验表明:该环芯掺镱光纤有助于LP11模获得的增益高于LP01模,LP01模式激光的斜率效率为34.34%,而LP11模式激光的斜率效率高达49.09%。该光纤激光器可以在模分复用系统和激光加工等领域发挥重要的作用。

高镍三元锂离子电池正极材料改性研究进展

高镍三元锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、安全性能好、无记忆效应等优点,被认为是下一代最有潜力的高能量密度锂离子电池。但在使用过程中出现的阳离子混排、微裂纹、结构不稳定等问题导致了较差的循环性能、倍率性能、热稳定性,限制了其进一步发展。鉴于此,综述了近年来对三元正极材料的改性方法,介绍了体相掺杂、表面包覆、多元素改性的方法对三元正极材料的性能影响,并展望了未来发展趋势和应用前景。

一步法与分步法活化对氮掺杂煤沥青基多孔碳电储能性能的对比

分析了一步法与分步法在制备氮掺杂煤沥青基多孔碳材料的结构和储电效能对比。研究表明,一步法因其简便的操作步骤和低能耗而适用于成本敏感的应用,且在使用三聚氰胺作为氮源时,该方法制备的材料展现出优异的电化学性能;分步法制备过程更为复杂和耗能,但其优势在于能够精确控制材料的微观结构和化学性质,尤其是在使用硫酸铵作为氮源时,显示出更佳的电容特性。

敏感功能材料的气敏机理及二氧化锡在传感器中的应用研究

阐明了氧化物、导电聚合物气敏传感器的气敏原理,通过掺杂等方法,制备含有稀有金属、金属离子、金属氧化物、多组分金属氧化物、导电聚合物传感器及阵列电鼻子的研究现状和应用范围,并对其发展提出了看法。

多组元掺杂石墨微观结构及其性能的研究

制备了Si、Ti双组元和Si、Ti、B4 C三组元掺杂石墨材料并研究了其结构和性能 .实验结果表明 ,与相同条件下制得的纯石墨材料相比 ,掺杂石墨材料具有高密度 ,高强度以及极低的电阻率等特点 .双组元掺杂石墨的导电性略优于三组元掺杂石墨 ,但其机械强度却明显低于后者 .分析表明 :各组元在材料中所起的作用各不相同 ,钛、硼添加剂对材料的机械强度有增强作用 ,对材料的石墨化具有催化作用 ;少量硅的添加有利于石墨材料的石墨化程度以及导电性能的提高 ,但含量较多时 ,由于Si的大量逸失导致气孔率增大 。

镍铬复合掺杂尖晶石锰酸锂的合成与性能研究

采用高温固相合成法制备了LiMn2O4、Ni和Cr以及Ni-Cr复合掺杂的锂离子电池用锰酸锂正极材料。采用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射和充放电性能测试等手段研究了材料的形貌、物相和电化学行为。结果表明:掺杂改善了材料的形貌,稳定了材料的结构。样品LiMn1.85Ni0.075Cr0.075O4的表面光滑,粒度分布范围小,为单一的尖晶石结构的物相。其首次放电容量为81.2mAh/g,300次循环后容量保持率为首次的91%,表现出优异的循环性能。

LiCo_xNi_xMn_(2-2x)O_(4-x)F_x(x=0.05、0.10)的合成与性能研究

采用混合溶剂共沉淀法，通过掺杂Co和Ni双阳离子，同时引入F^-阴离子对LiMn2O4尖晶石进行多元掺杂，合成了LiCoχNiχMn2-2χO4-xFχ（χ=0.05、0.10）。XRD分析表明掺杂后LiMn2O4尖晶石正极材料仍保持尖晶石结构。电化学性能测试表明多掺杂尖晶石具有很好的循环性。其中，在3.2～4.4V电压范围内，以电流密度100mA/g的条件下正极材料LiCo0.05Ni0.05Mn1.9O3.95F0.05的初始容量为83.04mAh/g，30次循环中平均每次循环比容量损失约0.18％。电化学测试表明，多元掺杂可以有效改善充放电平台。

锂离子电池用层状LiMnO_2基正极材料的研究进展

层状LiMnO2材料因其结构不稳定、循环性能差,因而需对其进行掺杂改性。层状锰系衍生物具有比容量高、循环性能稳定等优点,已成为锂离子电池新的发展方向。介绍了目前对LiMnO2的掺杂改性研究,对多元层状锰基固溶体正极材料作了重点阐述。总结了近年来关于多元层状锰基正极材料的研究发展,介绍了其晶体结构、电化学性能、合成与制备技术,以及进一步的改性研究。如果多元层状固溶体材料的高倍率放电性能得到进一步的提高,则其必将成为新的一代锂离子电池正极的首选材料。

广谱性CO气敏元件的研制

作者以γ Fe2 O3 为基料 ,通过Au2 O3 、PdO两种氧化物的复合掺杂 ,研制出了高灵敏度的CO广谱性气敏元件 。

ZnO压敏陶瓷的制备及电性

用共沉淀法制取了颗粒均匀的掺杂ZnO粉，其pH值为6．90±0．05，预烧温度为500℃，煅烧温度为1100℃，所制ZnO压敏陶瓷的电阻-温度性能稳定，非线形系数高达50以上通过扫描电镜、红外光谱及X射线衍射等手段，对所制粉体进行了表征，并对ZnO掺杂的导电机制进行了初步分析．

镧(Ⅲ)与锌(Ⅱ)复合掺杂非晶Ni(OH)_2的电化学性能

采用微乳液快速冷冻共沉淀法制备镧(Ⅲ)与锌(Ⅱ)复合掺杂非晶态氢氧化镍粉体。样品材料的结构形态和形貌采用XRD,SEM和Ra-man光谱进行表征分析,同时将样品合成电极材料并组装成MH-Ni模拟电池,研究了样品电极的不同掺杂量对其电化学性能的影响及其相应的作用机制。实验结果发现,在80mA·g-1恒电流充电5h,40mA·g-1恒电流放电,终止电压为1.0V的充放电制度下,复合掺杂4%La(Ⅲ)6%Zn(Ⅱ)样品的放电平台为1.273V,放电容量为346.86mAh·g-1,且电极材料在充放电过程中的稳定性和循环可逆性较好。

钛硅多元掺杂类金刚石薄膜在不同气氛环境下的摩擦学性能研究

采用中频磁控溅射技术在单晶硅表面制备了钛硅多元掺杂的含氢类金刚石薄膜.在球-盘摩擦试验机上考察了不同气氛环境对薄膜摩擦学性能的影响.利用扫描电子显微电镜和拉曼光谱分析了磨损表面形貌和转移层结构,探讨了薄膜的摩擦磨损机理.结果表明:薄膜在真空和氮气环境下摩擦系数较小、磨损率低,表现为磨粒磨损;在氧气和高湿度大气环境下摩擦系数较大、磨损率高,表现为黏着磨损;在低湿度空气环境下薄膜摩擦系数最低,表现为磨粒磨损和黏着磨损混合磨损机理;转移层发生摩擦诱导石墨化和聚乙炔链CC键双氢化两种摩擦化学过程.

氯化铜掺杂的多壁碳纳米管对甲醛的气敏响应研究

按照一定的质量比将CuCl2与多壁碳纳米管悬浊液超声掺杂。将纯的多壁碳纳米管悬浊液和掺杂后的碳管悬浊液分别旋涂在真空溅射的叉指金电极上,干燥后作为气敏膜。分别检测两组气敏膜暴露于甲醛气体前后的电流变化,并计算其灵敏度。掺杂后的多壁碳管气敏膜的灵敏度显著提高,且响应与恢复时间均明显缩短;室温下该传感器的响应非常稳定。CuCl2掺杂所导致的多壁碳管结构缺陷的增加可能是提高掺杂后碳管气敏响应的重要因素。

大功率高效率掺铒超荧光光纤光源及其应用

采用光纤反射环镜和双程后向结构 ,得到了最大输出功率 30 .6mW、光光转换效率 4 2 .0 %的大功率、高效率全光纤掺铒超荧光光源 (SFS) 利用串接光纤光栅 (FBG)和光纤型F P腔 ,对其进行光谱分割 ,得到了稳定的多波长输出

多元掺杂光催化材料的表征及对苯酚的氧化

为拓宽光催化材料的感光范围,提高太阳光利用率,制备煤源多元素掺杂二氧化钛,经XRD、XPS和SEM等技术表征并应用在苯酚的氧化降解中.结果表明:煤源多元素掺杂二氧化钛是无定型纳米材料;其表面呈不连续蚓突、不规则凹陷和皲裂带、间或大孔径空穴;煤中多元素参与了成键,不同煤掺杂样品的XPS谱红移程度不同;催化材料存在多个活性位点,其活性明显高于单元掺杂的其它光催化剂;多元掺杂能使苯酚转化率显著提高,且不同掺杂催化剂活性不同,光解产物的种类和数量差别较大.

离子浸渍复合TiO_2光催化剂的研究

采用溶胶 -凝胶 -浸渍法制备了掺杂 Fe3+、NH+4 、SO2 - 4的 Ti O2 光催化剂粉体 ,并用XRD、IR、UV-Vis等方法对其结构进行了表征。结果表明 ,以 Ti O2 干凝胶为母体 ,依次浸渍Fe3+、NH+4 、SO2 - 4的光催化剂粉体 Fe3+/NH+4 /SO2 - 4/Ti O2 (浸 )中锐钛矿相近 1 0 0 % ,晶粒粒径分布均匀 ,最小粒径为 4nm;与纯 Ti O2 相比 ,紫外光谱响应红移 1 5nm。以直接耐晒兰为模型反应物 ,评价了掺杂半导体 Ti O2 的光催化降解性能。