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。

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.

添加难熔金属碳化物提高C/C复合材料抗烧蚀性能的研究

高性能固体火箭发动机 ( SRM)对喉衬材料的烧蚀率提出了更高的要求 ,传统的炭 /炭 ( C/C)材料有待于进一步发展。讨论了含有难熔金属碳化物 ( Zr C、Ta C)的多元基体 C/C复合材料及其耐烧蚀性能 ,通过微观结构分析 ,探讨该种材料抗烧蚀性能提高的机理 。

过渡金属碳化物的研究进展

过渡金属碳化物作为一种催化新材料显示了其独特的性能 ,在石油馏份的HDS、HDN、加氢和脱氢反应、烃的异构化和芳构化、甲烷转化、F T合成和电催化等反应中都表现出了优良的催化性能。本文综述了国内外关于钼、钨碳化物的制备方法以及在上述反应中的应用研究进展。

3d过渡金属碳化物相稳定性和化学键的第一性原理研究

采用第一性原理方法对具有NaCl相、CsCl相以及WC相结构的 3d过渡金属碳化物MC (M =Sc～Ni)的电子结构进行了详细研究 ,研究结果表明 ,对于同一类型相结构的MC化合物具有相似的能带结构 ,均可用刚性带模型来描述 ,并由此得到了三种相统一的态密度 (DOS)分布 .基于该DOS分布 ,通过分析费米能级附近DOS的大小并结合体系的结合能 ,对三种相的稳定性进行了探讨 .结果表明 ,CsCl相构型最不稳定 ;对于 3d电子数较少的MC化合物 (M =Sc～V) ,以NaCl相为稳定构型 ;对于M =Cr～Ni的MC化合物 ,则以WC相为稳定相 .此外 ,通过采用双子晶格模型 。

雅鲁矿：一种金属碳化物新矿物

雅鲁矿产于中国西藏曲松县罗布莎蛇绿岩铬铁矿山中（29°5′N，92°5′E，拉萨市东南约200公里处）。伴生矿物有金刚石、碳硅石、方铁矿、饿铱矿、铱锇矿（自然锇）、方镁石、铬铁矿等。与雅鲁矿伴生的金属碳化物有桐柏矿、陨碳铁矿、钛碳矿和曲松矿（IMA2007—034）。雅鲁矿及其伴生矿物都是从人工重砂大样中经选矿富集后得到的。该矿物为不规则粒状，粒径20～60μm，钢灰色，不透明。莫氏硬度：5．5～6，性脆{001}解理完全，贝壳状断口。化学分子式为：（Cr4Fe4Ni）∑9C4，或（Cr,Fe，Ni）∑9C4。六方晶系，空间群：P63／mc，a=18．839（2）A，c＝4．4960（9）A，V＝745．7（2）A3，Z＝6，计算密度：7．19g／cm^3。雅鲁矿己被国际新矿物命名及矿物分类委员会（CNMMNC）批准为新矿物（IMA2007—035），样品（M11650号）保存在中国地质博物馆。

地球深部金属碳化物的晶体化学

金属碳化物的矿物十分稀少,但人工合成物则在化学成分及晶体结构两方面分布均较为丰富,可分成两种结构类型,即填隙结构型及复杂化合物型,其形成机理与碳原子与金属原子的半径比(Rc/Rm)有关。金属碳化物是西藏罗布莎铬铁矿床地幔矿物群的重要组成部分。列举了在该地区已发现的若干金属碳化物种属。探讨了该类矿物的形成机理以及该类矿物中的某些种属表征其形成的温度、压力状态的可能性。

过渡金属碳化物(111)面电子结构的理论研究

采用第一性原理的密度泛函方法对过渡金属碳化物MC(111)清洁表面构型和电子结构进行系统研究.结果表明,与理想表面相比,表面弛豫导致表层金属原子和次表层碳原子分别朝体相和真空方向位移,从而导致层间距的收缩.由能带计算结果得知,紧邻或被EF穿越的活性表面态成分均为表面金属原子的dxz/dyz轨道.进一步考察了弛豫对表面态组成的影响,并对表面芯能级位移和功函进行了探讨.

过渡金属碳化物催化材料研究进展

开发高性能电极材料是推进能量转换和储存领域发展的关键。综述了过渡金属碳化物(TMC)的合成及其在新能源领域电化学应用(如析氢反应、氧化还原反应及染料敏化太阳能电池)中的最新进展,指出TMC的电化学性质以及电催化反应与其晶体结构、形貌和组成有关。最后讨论了高性能TMC电极的合理设计,展望了TMC未来的研究方向和发展前景。

金属碳化物涂层的反应熔覆研究进展

反应熔覆制备金属碳化物涂层是在熔覆过程中原位生成碳化物颗粒相,来增强基体表面的耐磨耐蚀性能。综述了反应熔覆制备金属碳化物涂层的材料构成、工艺方法、组织、力学性能及发展方向。

Ti(C,N)基金属陶瓷中过渡族金属碳化物添加剂的研究进展

简述了Ti(C,N)金属陶瓷的典型结构,着重介绍了过渡族金属碳化物添加剂(如纳米TiC/TiN、Mo2C、WC、TaC、NbC、VC、Cr3C2等)对Ti(C,N)金属陶瓷材料微观结构和力学性能的影响。指出通过合理添加金属碳化物添加剂,可望制备出综合性能优异的Ti(C,N)金属陶瓷。

钛材表面无氢式一次性形成金属碳化物新方法

发明了1种能够在钛材表面无氢式一次性形成金属碳化物的三栅极离子渗镀新方法。系统工作时所产生的等离子从空隙处直接奔向工件待处理表面,从而无氢式一次性在金属材料表面形成由镀层、或扩散层或渗镀层构成的金属碳化物表面改性合金层。利用该方法在纯钛(TA2)基材表面进行了一次性无氢式渗碳和C,Mo共渗的试验。试样的X射线衍射分析(XRD)、辉光放电分析(GDA)等测试结果表明,在钛基表面形成了具有金属碳化物及碳扩散次层的渗镀合金层,渗镀成分呈现明显的梯度分布,厚度在20μm以上,最高硬度可达13000MPa。

C_2近邻环境对金属碳化物电子结构的影响(英文)

对一系列金属碳化物簇进行了DV－Xa分子轨道计算，探讨了C2配位环境对电子结构的影响.计算结果表明，在La6C15+2簇中，La的5d和C的2p带分开，键基本上是离子性.当La原子被Ni取代形成La4Ni4C16+2簇之后，Ni的3d和C的2p带几乎完全重叠，表明了强的Ni－C共价作用．此外．在Sc5Ni4C18+2簇中，除Ni－C和C－C共价作用外，还存在着强的金属-金属键．

金刚石界面金属碳化物过渡层形成机理的研究(金刚石焊接机理研究之一)

:通过对不同试样进行物理力学性能测试 ,在高倍电镜下 ,对金刚石界面及微区进行观察分析和测量 ,显微照片证明 ,在界面处 ,金刚石中的碳原子和胎体中的金属原子 (Zr、Ti)分别向对方扩散 ,从而形成了一层金属碳化物 ,实现了金刚石与胎体金属之间的真正焊接。

金刚石界面金属碳化物过渡层强度的研究(金刚石焊接机理研究之二)

通过对试样进行强度测试后 ,在高倍电镜和能谱仪上对金刚石界面金属碳化物的微观结构和含量的观察、分析 ,测量其表面金属碳化物面积 ,计算出不同添加剂所生成的金属碳化物在不同浓度和粒度的金刚石中所生成强度的排序 ,从而确定不同金属碳化物及其物理力学性能的差异 ,为金刚石制品的生产与开发提供理论依据。

过渡金属碳化物负载的高性能纳米电极催化剂第一性原理研究

质子交换膜燃料电池因其环境友好,能量转换效率高,便携等优点受到研究者们的广泛关注.其传统的催化剂为Pt/C(Pt负载在炭黑上),但是Pt/C催化剂存在的Pt价格昂贵且易CO中毒、炭黑易腐蚀等问题,限制了质子交换膜燃料电池的广泛应用.亟待寻求廉价、高效、稳定的新型电极催化剂.运用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,从原子、电子层面对过渡金属碳化物负载的纳米金属体系进行了对比研究,设计和筛选出了催化活性好、稳定性高的纳米复合催化剂,为新型电极催化剂的优化设计提供了理论指导.

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。

贵金属碳化物的结构特性

采用第一性原理研究了贵金属碳化物MC(M=Ru,Rh,Pd,Ag,Os,Ir,Pt,Au)的晶体结构特性.计算结果表明RuC、RhC、PdC、IrC、AuC、PtC基态的晶体结构为闪锌矿结构,而AgC基态结构为氯化钠结构.对于OsC,结果表明其闪锌矿结构和氯化钠结构均不满足力学稳定性的要求.