多孔n-GaN/p-Zn_(x)Cu_(1-x)S异质结的制备及紫外探测性能研究

本文首先采用紫外光辅助电化学刻蚀(UV-EC)方法制备出了孔隙密度为1.51×10^(10)cm^(-2)、平均孔径为38 nm的多孔n-GaN薄膜;随后在其上通过水浴法沉积了一系列Zn_(x)Cu_(1-x)S复合薄膜,x为0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0,形成的多孔n-GaN/p-Zn_(x)Cu_(1-x)S异质结带隙在2.34~3.51 eV调控;最后基于这些异质结构建出p-n结型紫外探测器。I-V曲线结果表明这些探测器均具有良好的整流特性,特别是n-GaN/p-Zn_(0.4)Cu_(0.6)S探测器性能最优。在暗态下,I_(+3 V)/I_(-3 V)约为1.78×10^(5);在偏压为-3 V、光功率密度为432μW/cm^(2)(365 nm)的条件下,光暗电流比超过10^(3),上升/下降时间为0.09/39.8 ms,响应度(R)为0.352 A/W,外量子效率(EQE)为119.6%,探测率(D^(*))为3.21×10^(12)Jones。I-t曲线结果表明,多孔n-GaN/p-Zn_(x)Cu_(1-x)S异质结紫外探测器在连续开-关光循环过程中拥有稳定的光电流响应。该研究为制备异质结紫外探测器提供了一定的理论指导和实验数据。

Cu_(x)S_(y)-MoS_(2)异质结构的介电损耗调控及其高效电磁波吸收

二硫化钼(MoS_(2))因高的比表面积和独特的电子结构在电磁波(EMW)吸收领域备受关注,但其高导电性导致EMW吸收性能较差。为了解决这个问题,本文引入Cu_(x)S_(y)纳米颗粒,构建一种独特的Cu_(x)S_(y)-MoS_(2)异质结构,以实现适当的阻抗匹配和衰减能力。通过调控Cu_(x)S_(y)纳米颗粒,达到调节介电损耗能力,以使Cu_(x)S_(y)-MoS_(2)材料在低、中、高频率下都能表现出优异的EMW吸收性能。Cu_(x)S_(y)-MoS_(2)样品在12.68 GHz的频率下,表现出高达-72.77 dB的反射损耗(RL),而材料的匹配厚度仅为1.99 mm,优于大多数金属硫化物异质结构。此外,它还具有宽的有效吸收带宽(EAB),在1.73 mm处达到5.1 GHz(12.9~18.0 GHz)。这项工作为设计具有强吸收、宽频带和薄厚度的MoS_(2)基吸波材料提供了新的策略。

Cu_(2)O@Ti_(3)C_(2)T_(x)锂离子电池负极材料制备及电化学性能

Cu_(2)O是锂离子电池(LIB)低成本、高容量的负极材料之一,但面临结构不稳定、容量保持率低的挑战.通过简单的溶剂热和湿化学法制备了具有三明治结构的Cu_(2)O@Ti_(3)C_(2)T_(x).凭借其优点,Cu_(2)O@Ti_(3)C_(2)T_(x)复合材料在2 A·g-1的电流密度下循环400圈后仍保持416.8 mA·h·g-1的容量.与纯Cu_(2)O相比,这种复合材料的电化学性能得到了提升,这得益于少层Ti_(3)C_(2)T_(x)的优异导电性和三明治结构对离子传输的促进作用.

Ti_（50）Cu_（50）金属玻璃结构的中子和X射线衍射分析

利用Ｔｉ＿（５０）Ｃｕ＿（５０）金属玻璃的中于和Ｘ射线衍射，得到了全结构函数和全原子密度径向分布函数，深入分析了它的近邻原子结构和短程有序结构，得出的非晶的近邻原子间距大于相应的晶态结构的间距。

YBa_(2)Cu_(3)O_(7-x)超导材料的水解性质

以 Y_2O_3-BaO-CuO 三元系制备的 YBa_2Cu_3O_(7-x)超导材料对水和水蒸汽很敏感。超导相 YBa_2Cu_3O_((?)-x)与水的作用随温度升高而迅速增强,通常的水解产物为 Ba(OH)_2、Y(OH)_3和 CuO。这种性质起因于晶体结构的不稳定性,因为在这类钙钛矿型的超点阵结构中存在很多氧空位。室温下,YBa_2Cu_3O_(7-x)相与水的作用较弱,而杂质相 Ba_4Y_2O_7和 BaCuO_7等可与水迅速产生反应并释放热量,从而导致 YBa_(?)Cu_3O_(7-x)脱氧、水解。

钙钛矿型LaFe_(x)Cu_((1-x))O_(3)固相芬顿催化剂制备及其降解亚甲基蓝性能研究

采用共沉淀法制备系列钙钛矿型催化剂La Fe_(x)Cu_((1-x))O_(3)(x=0.2,0.4,0.6,0.8),通过XRD、FT-IR、SEM、BET和XPS进行表征.以亚甲基蓝(Methylene Blue,MB)为模型污染物,将La Fe_(x)Cu_((1-x))O_(3)的催化性能与La Fe O_(3)和La Cu O_(3)进行比较,确定最佳掺杂比例.考察不同因素对催化反应的影响,确定最佳反应条件,并研究催化反应机理和催化剂的稳定性.结果表明:La Fe_(x)Cu_((1-x))O_(3)呈钙钛矿晶型结构,颗粒空间分布松散,孔道丰富,比表面积和平均孔径较大,从而有利于亚甲基蓝的催化降解.当x=0.6时,La Fe_(0.6)Cu_(0.4)O_(3)具有最高的比表面积,同时催化活性最高.最佳条件:亚甲基蓝初始浓度为1000 mg·L^(-1),温度55℃、初始p H值为4、双氧水投加量2.5 m L·L^(-1)、La Fe_(0.6)Cu_(0.4)O_(3)投加量60 mg·L^(-1).在最佳条件下,亚甲基蓝在20 min内催化降解完全脱色,50 min内COD去除率和TOC去除率分别达到94.25%和84.34%.ESR测试表明亚甲基蓝降解是在羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·HO_(2))共同作用下完成的.10次循环后脱色率、COD去除率和TOC去除率仍能分别达到90.27%、84.26%和80.29%,证明La Fe_(0.6)Cu_(0.4)O_(3)是一种高效稳定的非均相催化剂.

Pt_(x)Cu_(y)/C电催化剂甲醇氧化反应性能及机理研究

直接甲醇燃料电池(DMFC)是一种将甲醇燃料的化学能直接转化为电能的能量转换装置,具有能量转化效率高、环境友好、燃料来源丰富等优势,在移动电源等领域具有广泛应用前景,但阳极铂基电催化剂的性能及成本制约着DMFC的发展。本论文通过简单的液相浸渍还原法,制备了系列PtCu/C纳米电催化剂,电化学性能测试结果表明,电催化剂对甲醇氧化反应(MOR)活性顺序为商品Pt/C<Pt_(3)Cu/C<PtCu_(4)/C<PtCu/C<PtCu_(3)/C,且活性最高的PtCu_(3)/C电催化剂表现出较为优异的电化学稳定性。结合物相表征、电化学测试及DFT计算,阐释了PtCu_(3)/C催化剂中存在的少量CuO相能够促进水分子解离产生*OH,通过双功能机制促进类CO反应中间物种氧化为CO_(2)。因此,相比于商品Pt/C,虽然PtCu_(3)/C电催化剂的ECSA不足其一半,但质量比活性和面积比活性分别提高1.88倍和3.74倍。

Al_(63-x)Cu_(25)Fe_(12)Y_x稀土准晶组织性能研究

研究了在雾化制备Al63 xCu25Fe12Yx稀土准晶粉末,结果表明:制备的准晶粉末细小且近似球形,添加少量稀土的准晶粉末更细小;850℃×4小时热压后准晶中除少量Y的稀土化合物相外,基本上是准晶相;添加少量的稀土后,准晶的硬度和耐磨性均有一定程度提高。

零维钙钛矿结构Cs_(3)Cu_(2)Br_(5)单晶的生长和X射线探测性能

金属卤化物低维钙钛矿具有高效的发光性能,并且作为闪烁体在辐射探测领域表现出极大的潜力。本文采用布里奇曼坩埚下降法生长出全无机零维钙钛矿结构Cs_(3)Cu_(2)Br_(5)单晶。研究了Cs_(3)Cu_(2)Br_(5)的光学吸收、光致激发和发射,时间分辨光致发光和以及X射线探测性能。Cs_(3)Cu_(2)Br_(5)晶体结构为正交晶系,空间群为Pnma。在X射线激发下,Cs_(3)Cu_(2)Br_(5)晶体具有峰值约为467 nm的宽带发射,该发射来自自陷激子发射。Cs_(3)Cu_(2)Br_(5)的稳态光产额约为4000 ph./MeV,且X射线余辉性能表现与BGO晶体相当。

Ni_(x)Cu_(y)-B_(24)N_(28)催化CO_(2)氧化C_(3)H_(8)速控步骤的反应机理研究

采用密度泛函理论(DFT)研究了C_(3)H_(8)和CO_(2)在Ni_(x)Cu_(y)-B_(24)N_(28)(x+y=4,x=1、2、3、4)表面吸附及速控步骤反应机理.计算了C_(3)H_(8)、CO_(2)和相应中间体在Ni_(x)Cu_(y)-B_(24)N_(28)表面的吸附能以及6条可能路径下的反应热和活化能.计算结果表明,C_(3)H_(8)和CO_(2)在Ni_(x)Cu_(y)-B_(24)N_(28)表面是物理吸附,C_(3)H_(8)+CO_(2)→CH_(3)CHCH_(3)+OCOH是最有利的路径,其在不同催化剂表面的活化能顺序是NiCu_(3)-B_(24)N_(28)(1.42 eV)、Ni_(2)Cu_(2)-B_(24)N_(28)(1.57 eV)、Ni_(3)Cu-B_(24)N_(28)(1.62 eV)、Ni_(4)-B_(24)N_(28)(1.75 eV).由此可知,在Ni_(x)Cu_(y)-B_(24)N_(28)催化CO_(2)氧化C_(3)H_(8)的体系中,Cu含量直接影响其催化活性,即NiCu_(3)-B_(24)N_(28)用于催化CO_(2)氧化C_(3)H_(8)有一定优势.

Cu掺杂对Sr_(3)YCo_(4-x)Cu_(x)O_(10.5+δ)多晶的结构与物理性能的影响

采用固相反应法制备了Sr_(3)YCo_(4-x)Cu_(x)O_(10.5+δ)(x=0~1.0)系列多晶。利用热重-差示扫描量热分析、X射线衍射等表征了多晶的有序化相变,以及Cu掺杂对结构、热电输运性能和磁性能的影响。在固溶范围内(x=0~0.4),观察到XRD的有序峰(103)和(215),说明四方Sr_(3)YCo_(4-x)Cu_(x)O_(10.5+δ)多晶为超结构,这与合成时1000℃以上的吸氧(δ)放热相变有关;当x=0.6~1.0时,978℃在晶界处形成了单斜杂相。当x=0~0.4时,多晶呈半导体输运行为。随着Cu掺杂量的增加,空穴载流子浓度和迁移率增大,电阻率明显下降;此外,Co^(3+)离子自旋态降低,自旋熵增大,载流子浓度和自旋熵的共同作用使x=0~0.2多晶的热电势不变,x=0.4的热电势降低。磁化强度和铁磁转变温度(T_(c))降低,磁结构由G-型反铁磁转变为铁磁。在进行二次烧结后,300 K时电阻率明显降低,热电势为一次烧结的2倍,认为二次烧结提高结晶程度及铁磁有序排列。

Cu_(2-x)Se@MIL-100(Fe)-DOX的合成及多模式抗肿瘤研究

采用高温溶剂注入法合成了形貌均匀的Cu_(2-x)Se纳米粒子,经聚乙烯吡咯烷酮修饰转水后通过一步溶液法在粒子表面包覆金属有机骨架MIL-100(Fe),最后利用MIL-100(Fe)介孔壳较大的比表面积和多孔结构负载上抗肿瘤药物阿霉素(DOX).Cu_(2-x)Se纳米粒子作为一种性能优异的新型光热剂,可以被近红外二区1064 nm光源激发并发挥肿瘤治疗作用;同时,Cu_(2-x)Se纳米粒子产生的光热提高了MIL-100(Fe)的化学动力学治疗效果、促进了抗癌药物阿霉素的释放进程.实验结果表明:该研究构建的纳米材料平台可以实现光热治疗、热促进化学动力学治疗和化学治疗3种乏氧肿瘤治疗策略的协同作用,具有潜在的应用价值.

[Cu_(2)O_(x)]^(2+)-ZSM-5结构及其催化甲烷氧化生成甲醇机理

铜基分子筛催化剂是一种可在低温条件下将甲烷直接催化转化为甲醇的催化剂。为探究双核铜中心的[Cu_(2)O_(x)]^(2+)-ZSM-5(x=1,2)的结构及其催化甲烷直接氧化生成甲醇的反应机理,基于密度泛函理论,根据[Cu_(2)]^(2+)-ZSM-5在O_(2)预处理后形成的[Cu_(2)O_(2)]^(2+)-ZSM-5结构及其稳定性差异,研究了[Cu_(2)O_(2)]^(2+)-ZSM-5→[Cu_(2)O]^(2+)-ZSM-5→[Cu_(2)]^(2+)-ZSM-5连续催化CH_(4)直接氧化生成CH_(3)OH的过程。结果表明,[Cu_(2)]^(2+)-ZSM-5更倾向于形成[(CuO)_(2)]^(2+)-ZSM-5,[CuOOCu]^(2+)-ZSM-5和[CuO_(2)Cu]^(2+)-ZSM-5三种含有O-O键的[Cu_(2)O_(2)]^(2+)-ZSM-5催化剂结构,而O-O键断裂形成的[CuOCuO]^(2+)-ZSM-5所需克服的能垒较高,且稳定性差。[(CuO)_(2)]^(2+)-ZSM-5,[CuO_(2)Cu]^(2+)-ZSM-5,[CuOOCu]^(2+)-ZSM-5和[Cu_(2)O]^(2+)-ZSM-5均可催化CH_(4)直接氧化生成CH_(3)OH。[CuO_(2)Cu]^(2+)-ZSM-5表现出最高的催化活性,催化氧化CH_(4)生成CH_(3)OH反应控速步骤为吸附态CH_(4)的解离,能垒为150.69 kJ/mol,总反应热为-131.60 kJ/mol。电子结构分析表明,当O原子具有较高的电子离域性和更靠近费米能级的p带中心时,其催化活性较高。

手性Cu_(2-x)Se纳米材料的制备及其协同抗菌性能研究

利用手性半胱氨酸(L-/D-Cys)和铜的配位作用,设计合成了具有良好光热转换效率和类过氧化物酶活性的手性Cu_(2-x)Se纳米材料。其能够高效地催化过氧化氢分解生成羟基自由基等活性氧(ROS)而发挥杀菌作用。在光热效应促进下,Cu_(2-x)Se有效地增强了ROS的产生。抗菌实验结果表明,低浓度(10μg/mL)的Cu_(2-x)Se可抑制细菌生长,并且在表面手性修饰后,在过氧化氢和近红外激光共同处理下,L-/D-Cu_(2-x)Se抗菌体系对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌活性几乎达到了100%,均表现出显著的抑菌活性。本研究通过手性修饰的方式优化了活性氧类抗菌剂Cu_(2-x)Se的杀菌效果,拓展了新型手性抑菌材料的应用,对设计研发新型多功能的纳米抗菌剂具有参考价值。

Cu_(m)-Fe_(n)/Ti_(1-x)Sn_(x)O_(2)复合催化剂的脱硝性能及抗硫活性

采用共沉淀法制备Ti_(1-x)Sn_(x)O_(2)复合氧化物,浸渍负载质量分数10%的CuO_(x)和FeO_(y)活性组分,制备一系列Cu_(m)-Fe_(n)/Ti_(1-x) Sn_(x)O_(2)催化剂。探究不同Ti/Sn和Cu/Fe(物质的量比)对Cu_(m)-Fe_(n)/Ti_(1-x)Sn_(x)O_(2)催化剂的NH_(3)-SCR反应活性的影响。研究结果表明,Ti_(0.67)Sn_(0.33)O_(2)载体可促进活性组分CuO_(x)和FeO_(y)的相互作用。当Cu/Fe为3∶1时,在300℃下NO_(x)的转化率达到91.3%;向反应体系通入286 mg/m^(3) SO_(2)反应3 h后,NO_(x)的转化率仅下降2.6%。X射线光电子能谱(XPS)、程序升温还原(H_(2)-TPR)、程序升温脱附(NH_(3)-TPD和NO_(x)-TPD)的表征表明,CuO_(x)和FeO_(y)之间存在相互作用,与单一的Cu/Ti_(0.67)Sn_(0.33)O_(2)和Fe/Ti_(0.67)Sn_(0.33)O_(2)对比,复合催化剂表面吸附氧浓度相对增加15%~33%,总酸量增大56%,从而提高了催化剂脱硝活性。

La_((1+x)/3)Ba_((2-x)/3)Mn_(x)Cu_(1-x)O_(3)(0.8≤x≤1)晶体结构和输运性质

用固态反应法制备了名义组分为 L a(1 + x) /3Ba(2 - x) /3Mnx Cu1 - x O3(0 .8≤ x≤ 1) 的系列试样。试样结构的单相性经粉末 X射线衍射分析而得以证实 ,且随 Cu的掺杂其结构由未掺杂时的立方对称性转变为正交对称性。输运实验表明 :所有试样均经历了半导体到金属的转变 ,但转变温度 TP随掺杂量增加而逐渐移向低温端 ;外加磁场大大增加了 TP附近的导电性 ,导致

(Cu_(1-x)Ba_(x))_(2)Y_(2)O_(5)色料的制备及其呈色特性研究

采用燃烧法制备了(Cu_(1-x)Ba_(x))_(2)Y_(2)O_(5)系绿色色料,系统的研究了钡含量及煅烧温度对其呈色性能的影响。此外,(Cu_(1-x)Ba_(x))_(2)Y_(2)O_(5)色料在陶瓷釉中的着色性能及机制也进行了深入探究。结果表明:钡的引入能够调节Cu_(2)Y_(2)O_(5)色料的呈色性能。随着钡含量的增大,色料从深绿色逐渐转变为浅绿色,当x=0.1时,(Cu_(1-x)Ba_(x))_(2)Y_(2)O_(5)色料的呈色性能最佳。物相分析表明,钡离子并未进入Cu_(2)Y_(2)O_(5)晶格,而是形成了Cu_(2)Y_(2)O_(5)/BaCuY_(2)O_(5)复相色料。(Cu_(1-x)Ba_(x))_(2)Y_(2)O_(5)色料在陶瓷釉中的着色机理为离子着色,钡的引入同样有利于提升色料的着色性能。

室温脉冲激光原位沉积技术制备Cu_(2)(Zn_(1-x)Fe_(x))SnS_(4)/Bi_(2)S_(3)异质结及其光电性能

采用具有磁性的Fe取代Cu_(2)ZnSnS_(4)(CZTS)中Zn组分,制备Cu_(2)(Zn_(1-x)Fe_(x))SnS_(4)(CZFTS)薄膜。将电子传输层Bi_(2)S_(3)与CZFTS耦合,采用室温脉冲激光沉积技术(RT-PLD)制备了CZFTS/Bi_(2)S_(3)异质结构。研究了Fe掺杂对于CZFTS薄膜形貌、结晶度和吸光度的影响。测试了单层薄膜和异质结构的光电响应特性,实验表明与单层CZFTS薄膜相比,CZFTS/Bi_(2)S_(3)异质结在可见光区域内的光电响应速度至少提高了一个数量级,响应时间缩短至几十ms。

Ce_(2)/Cu_(4)Al_(1)O_(x)催化剂的脱硝性能及PbCl_(2)耐受性

以类水滑石(Layered Double Hydroxides,LDHs)为前驱体,制备了铈(Ce)掺加的Ce_(2)/Cu_(4)Al_(1)O_(x)催化剂,运用XRD、SEM、XPS、NH_(3)-TPD、H2-TPR、in situ DRIFT等多种技术手段进行了表征,并将该催化剂用于氨选择性催化还原(NH_(3)-SCR)烟气脱硝系统,考察其脱硝性能及PbCl_(2)耐受性。实验结果表明,当催化剂中Pb质量分数为0.5%、反应温度为200℃时,Ce_(2)/Cu_(4)Al_(1)O_(x)催化剂的NO_(x)转化率为85.2%,远高于Cu/Al_(2)O_(3)(43.8%)和Cu-Ce/Al_(2)O_(3)(53.1%)。表征结果表明:PbCl_(2)能够引起催化剂比表面积降低,但对催化剂的晶体结构没有显著影响;PbCl_(2)会使催化剂表面活性物种的氧化还原性能降低,减少表面化学吸附氧;并可显著降低催化剂表面酸度,减少NH_(3)的吸附和活化,从而导致催化活性降低。Ce_(2)/Cu_(4)Al_(1)O_(x)催化剂具有优异PbCl_(2)耐受性的原因在于活性物种高度分散、酸性位点多、氧化还原能力强。

Sn_(1.03-x)Mn_(x)(Cu_(2)Te)_(0.05)中缺陷结构的电子显微学研究

材料的宏观性能与微观结构密切相关。典型地,热电领域里通过缺陷工程降低热电材料的晶格热导率是提升其热电性能的有效手段。本文主要利用电子显微学方法从原子尺度上探究引入Cu和Mn元素降低热电材料SnTe晶格热导率的微观结构本质。研究发现Cu和Mn掺杂后会在材料中引入位错、MnO、CuTe析出相以及局域富Mn区等缺陷从而引入微观应变。正是由于各种缺陷带来的应变能够在多尺度散射声子,最终降低了SnTe材料的晶格热导率。该研究成果能够为进一步提高材料的热电转换性能提供重要指导。