二维过渡金属碳/氮化物在肿瘤治疗中的应用

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)具有优异的光热转换性能,丰富的表面基团,良好的生物相容性、亲水性和粒径可调性,这使得应用MXenes作为肿瘤诊疗过程中的治疗剂和造影剂具有巨大潜力。本文综述了基于MXenes的肿瘤单一治疗和联合治疗的相关研究,同时介绍了MXenes在肿瘤主动靶向治疗领域的研究,最后阐述了目前MXenes在制备和肿瘤治疗研究中存在的挑战和对未来的展望。

二维过渡金属碳化物/氮化物超浸润油水分离膜

膜分离法因其无化学变化、选择性好、适应性强、能耗低等优点,广泛应用于含油废水处理领域.其中超浸润膜因具有优异的渗透和抗污染性能,被认为是高效含油废水处理的理想选择.重点综述二维过渡金属碳化物/氮化物(MXenes)超浸润油水分离膜的研究进展,首先对比了真空过滤、多巴胺改性等MXenes油水分离膜制备方法,并分析了不同类型MXenes超浸润膜在油水分离过程中分离效率、循环使用性能及膜防污机理等.最后,对MXenes超浸润膜材料的发展方向和应用前景进行了展望.

过渡金属碳化物超级电容器电极材料研究进展

在能源问题日益突出的背景下,超级电容器作为一种高效的电化学储能装置备受关注,其快速充放电、循环稳定性等特点使其成为当前研究的热点。过渡金属碳化物因其具有良好的导电性和化学稳定性而被用作新型电极材料。首先介绍了过渡金属碳化物的晶体结构与基本物理化学性质,随后探讨了过渡金属碳化物及其作为电极材料在超级电容器中的应用。此外详细介绍了双电层电极材料和赝电容电极材料的特性,结合材料特性探讨了过渡金属碳化物电极材料的制备方法,包括碳化钼、碳化钛、碳化铌、碳化钒以及其他的碳化物。依据材料结构与性能的密切关系,阐述了过渡金属碳化物作为电极材料对提高超级电容器电化学性能的重要意义。最后总结了过渡金属碳化物在超级电容器领域的重要性,展望了未来可能的研究方向。

过渡金属碳化物、氮化物和硼化物在电子工业中的应用

ⅣⅤ族过渡金属与碳Ｃ、氮Ｎ、硼Ｂ形成的化合物电子导电性好，硬度大、熔点高。本文综述了这些过渡金属碳化物、氮化物和硼化物的结构、性能及在电子器件工业中的应用。

超硬材料5d过渡金属氮化物、硼化物和碳化物的新进展

回顾了最近几年有关新型超硬材料——5d过渡金属氮化物、硼化物和碳化物的研究进展.阐述了此类材料弹性性质优劣的起源,分析了电子结构与弹性之间的关联性,并提出了此类材料需要解决的关键问题.

二维过渡金属碳化物或碳氮化物在储能领域的应用进展

二维过渡金属碳化物或碳氮化物(MXene)具有优异的电子、力学和磁学性能,在储能领域具有重要的应用价值。聚焦于最新的研究进展,概述了MXene在锂离子电池、新型二次电池和超级电容器等储能领域的应用研究现状,并对其未来发展趋势进行了展望。

过渡金属碳化物Ti_(3)C_(2)T_(x)的制备及其电磁屏蔽性能研究

二维过渡金属碳化物(MXene)具有优异的导电性、良好的柔韧性和亲水性等特点,其中Ti_(3)C_(2)T_(x)在电磁波屏蔽领域研究广泛。Ti_(3)C_(2)T_(x)是通过选择性刻蚀MAX相Ti 3AlC 2中Al元素后进一步剥离得到,因此刻蚀和剥离工艺直接决定了Ti_(3)C_(2)T_(x)的物化性质。采用LiF/HCl选择性刻蚀前驱体Ti 3AlC 2,优化刻蚀时间和剥离时间,制备了单/少层Ti_(3)C_(2)T_(x)。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)等对Ti_(3)C_(2)T_(x)表面形貌、化学组成进行表征,并通过矢量网络分析仪(VNA)和四探针测试仪等研究了Ti_(3)C_(2)T_(x)的电磁屏蔽效能及导电性能。结果表明,采用LiF/HCl选择性刻蚀法能够有效制备单/少层Ti_(3)C_(2)T_(x),在刻蚀时间为48 h,超声剥离时间为50 min时,获得的Ti_(3)C_(2)T_(x)薄膜电磁屏蔽性能最高达到52.5 dB,电导率可达7342.1 S/m。同时,Ti_(3)C_(2)T_(x)自支撑薄膜在低厚度下绝对屏蔽效能达18347.65 dB cm^(2)g^(-1),表现出优异的电磁屏蔽性能。

过渡金属氮化物与碳化物的结构稳定性

高分辨电子显微学与第一性原理计算都在原子与电子层次讨论材料的微观结构及其稳定性,以及结构与性能关系。作者结合近年来在过渡金属碳氮化物方面的工作,讨论了晶体弹性、结构相变、金属-绝缘体转变、费米能级调控、以及点缺陷与组态熵对结构稳定性与晶体性能的影响,阐述了过渡金属化合物的稳定化规则。对理解材料的微观结构与材料设计有参考意义。

金属氮化物和碳化物硬质涂层的研究及应用进展

利用超硬涂层进行材料防护是提高材料性能的一种经济、实用性途径,也是提高模具寿命的重要手段。按金属氮化物和碳化物耐磨硬质涂层材料的不同,综述了耐磨涂层的研究进展,介绍了其制备方法,展望了防护涂层的发展趋势。

过渡金属改性Y分子筛对油品中碱性氮化物的吸附行为

采用液相离子交换法改性Na(Ⅰ)Y分子筛制备Cu(Ⅰ)Y、Zn(Ⅱ)Y、Ni(Ⅱ)Y、Ag(Ⅰ)Y分子筛。采用X线衍射仪(XRD)、比表面测定仪对改性前后分子筛进行结构分析,考察改性前后分子筛的吸附温度、剂油质量比对吸附氮容量的影响,并对Cu(Ⅰ)Y分子筛的吸附等温线及动力学进行研究。结果表明,改性后的分子筛仍保留分子筛的主体晶型。适宜吸附条件为:剂油质量比1∶50,吸附温度60℃。改性后分子筛的吸附氮容量明显提高,5种分子筛吸附氮容量由大到小的顺序为Cu(Ⅰ)Y、Zn(Ⅱ)Y、Ni(Ⅱ)Y、Ag(Ⅰ)Y、Na(Ⅰ)Y分子筛。Cu(Ⅰ)Y分子筛的吸附氮容量为42.049 mg/g,脱氮率为84.10%。Langmuir模型能够很好地描述该静态吸附过程,相关系数大于0.99;在准一级动力学模型、准二级动力学模型及颗粒扩散模型这3种模型中准二级动力学模型的相关系数大于0.99,是描述Cu(Ⅰ)Y分子筛吸附过程的最佳方程。

过渡金属氮化物中单原子固溶和力学性能的第一性原理研究

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,计算Si原子在Ti族和V族氮化物中以及B、C和Ge原子在TiN晶体中固溶的稳定结构,讨论置换型和间隙型固溶的低能量稳定结构与晶体间距的关系,研究金属氮化物和固溶原子固溶结构的力学性能.结果表明:Si原子在TiN、ZrN、HfN和TaN晶体中固溶以及Ge原子在TiN晶体中固溶情况为,单原子不进入对应过渡金属氮化物晶体中形成间隙固溶或置换固溶,随着晶体间距离变化单原子可以在晶体之间形成间隙固溶或置换固溶;Si原子在NbN以及B原子在TiN晶体中可以实现间隙固溶,而不能形成置换固溶;Si原子在VN和C原子在TiN晶体中固溶结构形式均为置换固溶.单原子固溶形成低能量置换型固溶体和间隙型固溶体的弹性常数、体模量和剪切模量均低于原过渡金属氮化物的对应值.

金属氮化物/碳化物催化剂加氢性能研究进展

介绍了过渡金属氮化物/碳化物独特的晶体结构和电子性能及其与催化性能的内在联系。综述了过渡金属氮化物/碳化物在涉氢反应中催化加氢机理的研究进展,以及过渡金属氮化物/碳化物在加氢脱硫(HDS)、加氢脱氮(HDN)和其他涉氢反应中的应用。与传统的过渡金属硫化物催化剂相比,过渡金属氮化物/碳化物具有更加优异的氢吸附、活化和转移能力。

5d过渡金属二氮化物的第一性原理研究

基于密度泛函理论平面波赝势的第一性原理方法,对5d过渡金属TM(包含Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,Au元素)二氮化物TMN2的晶格常数、电子结构和力学性能进行了计算。计算结果表明,5d周期纯金属中Os具有最大的体弹性模量和剪切模量;构成的二氮化物中PtN2具有较高的体弹性模量和稳定结构,是可能的超硬材料;态密度分析表明,过渡金属原子的5d轨道与氮原子的2p轨道之间发生了强烈的杂化现象,二者之间形成了共价键。

过渡金属氮化物催化性能研究进展

过渡金属氮化物具有类似于Pt族贵金属的催化性能得到了广泛的研究。综述了过渡金属氮化钼及助剂促进的氮化钼在加氢脱硫与脱氮、氨合成与分解、芳烃加氢和其他涉氢反应(如炔烃、烯烃加氢、丙酮缩合、肼的分解)中的应用,并介绍了其他金属氮化物(如氮化钒、氮化钴)在催化反应中的应用。

过渡金属碳化物纳米材料的制备方法及在催化析氢中的应用

过渡金属碳化物(TMCs)因高导电、高硬度、耐酸碱、热稳定性良好等优势,被广泛应用于化学化工、电子器件等领域。研究发现,TMCs纳米材料因特殊的d带电子排布和暴露的活性位点,能促进氢的吸附与脱附,进而表现出较高的催化析氢活性。但是,TMCs在合成中易团聚,活性位点易被覆盖会严重阻碍其性能的发挥。通过对纳米结构的合理调控,在维持TMCs自身活性的同时可进一步提高材料自身的催化活性。不同维度TMCs纳米材料的结构优势集中体现在材料表面的有效利用与活性位点的暴露上。介绍了TMCs纳米材料的制备方法及其催化析氢性能,指出了TMCs纳米材料面临的挑战及存在的问题,以期为不同维度TMCs纳米材料的研究提供参考。

CoSb_2结构5d过渡金属二氮化物力学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论平面波赝势的第一性原理方法,对具有CoSb2结构5d过渡金属二氮化物TMN2(TM=Hf、Ta、W、Re、OsI、r、Pt、Au)的晶格常数、电子结构和力学性能进行了计算。计算结果表明,对于该结构的二氮化物,除AuN2外,均同时满足热力学和机械稳定性标准;其中OsN2具有最高的体弹性模量和剪切模量分别为418和257GPa;态密度分析表明,过渡金属原子的5d轨道与氮原子的2p轨道之间发生了强烈的杂化现象,二者之间形成了较强共价键。

染料敏化太阳能电池过渡金属氮化物对电极研究进展

对电极作为染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)的核心部分之一,其材料的价格、性能和制备方法直接影响DSSCs的发展和应用.DSSCs常用Pt对电极价格昂贵,因此寻找低成本高性能的催化材料代替Pt对电极是降低DSSCs成本的有效途径之一.过渡金属氮化物的电子结构与Pt相似,具有高的催化活性和耐腐蚀性,价格低廉,使其具有广阔的应用前景.文章综述了利用载体与过渡金属氮化物的协同作用或将过渡金属氮化物制备成独特的纳米结构(纳米管和高度有序的阵列等)来解决过渡金属氮化物易团聚和大规模的物质运输受限制等问题.最后提出,开发双组元或多组元过渡金属氮化物和柔性过渡金属氮化物对电极可以作为未来发展方向.

过渡金属氮化物制备方法及吸氢机理研究进展

介绍了过渡金属氮化物的制备方法,讨论了影响程序升温氮化法的因素;分析了过渡金属氮化物催化剂的吸氢活性、吸附机理。与传统的过渡金属硫化物催化剂相比具有更加优异的氢吸附、活化和转移能力,在加氢脱硫、加氢脱氮和其他涉氢反应中有着广泛的应用。

过渡金属氮化物TinNm小团簇结构中的定域键

Ti、N形成的小团簇TinNm，当n＋m≤4时，一般出现线形和平面构型；当n＋m=5或6时，TinNm团簇异构体既有线形结构，也有平面结构，还有少数立体结构。线形结构大多形成强弱交替的定域键。平面结构中Ti—N键，随着原子数的增加，逐渐从共价键向离子键过渡，Ti失去电子增多，N得到电子也增多。而立体构型中大多形成离域键，验证了Anderson理论。

过渡金属氮化物的活性起源、合成方法及电催化应用

过渡金属电催化剂因其优良的电催化性能、低廉的成本,以及在电解水、燃料电池、锌空电池等领域展现出极大的应用潜力,逐渐成为人们的研究热点。其中,过渡金属氮化物(Transition Metal Nitrides,TMNs)因氮化过程能使金属的d带收缩变窄,填充态发生改变,从而调节金属-氢的键能,达到提高导电性及催化活性的目的,近来备受学者们的关注。因此,本文综述了TMNs纳米电催化剂的最新研究进展,包括借助d带理论讨论了氮元素对其结构及活性的影响;评述了TMNs的物理、化学等合成方法及掺杂、复合等改性方法;列举了其在析氢反应、析氧反应、氧还原反应等电催化领域中的重要应用;最后,指出了TMNs在现阶段所面临的挑战和问题,并对其今后发展作出展望。