CO_(2)/N_(2)在HP-MOF-74(Zn_(x)Ni_(1-x))上的吸附性能探究

以SDBS为模板剂,采用水热合成法制备了不同比例的双金属HP-MOF-74(Zn_(x)Ni_(1-x))材料,利用XRD、FT-IR、SEM等对其物化性能进行了研究;以烟道气CO_(2)和N_(2)为吸附质,使用静态容量法在273 K和298 K处测试了三种不同HP-MOF-74(Zn_(x)Ni_(1-x))材料上CO_(2)和N_(2)的等温线;根据理想吸附溶液理论(IAST)估算了CO_(2)/N_(2)二元混合物的吸附选择性;此外,使用克-克方程计算了等量吸附热(QST)。

CO_(2)/N_(2)在MOF-74(Mg_(x)Zn_(1-x))上的吸附分离性能研究

以Mg、Zn为中心金属,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为模板剂,采用溶剂热法合成HP-MOF-74(Mg_(x)Zn_(1-x))(x=0.25、0.5、0.75)材料,以CO_(2)和N_(2)为吸附质,考察了不同比例的HP-MOF-74(Mg_(x)Zn_(1-x))在273 K和298 K下吸附分离CO_(2)/N_(2)的性能。以烟道气CO_(2)和N_(2)为吸附质,使用静态容量法在273 K和298 K处测试了3种不同HP-MOF-74(Mg_(x)Zn_(1-x))材料上CO_(2)和N_(2)的等温线,并使用Virial模型对获得的实验数据集进行拟合。根据Henry系数估算了CO_(2)/N_(2)二元混合物的吸附选择性。此外,使用Virial方程计算等量吸附热(Q_(st))。结果表明:HP-MOF-74(Mg_(0.75)Zn_(0.25))样品在273 K和100 kPa下,CO_(2)的吸附量为1.90 mmol·g^(-1);Virial方程拟合CO_(2)和N_(2)曲线的相关系数都在0.999以上;273K下,HP-MOF-74(Mg_(0.25)Zn_(0.75))对CO_(2)的Henry吸附选择性为61.48;CO_(2)在3组样品HP-MOF-74(Mg_(x)Zn_(1-x))上的等量吸附热在均高于N_(2),说明CO_(2)在HP-MOF-74(Mg_(x)Zn_(1-x))样品上的表面自由结合能更高。

非对称Mg_(x)Zn_(1-x)O/ZnO/Mg_(y)Zn_(1-y)O量子阱中杂质态子态跃迁光吸收

采用密度矩阵法探讨具有混相非对称Mg_(x)Zn_(1-x)O/ZnO/Mg_(y)Zn_(1-y)O量子阱中杂质态子态间跃迁光吸收及其相关的尺寸和混晶效应。在较宽Mg组分x范围内,特别针对纤锌矿和闪锌矿的混相区间(0.37<x<0.62),考虑内建电场和Hartree势的作用,讨论跃迁光吸收系数。结合变分法和有限差分法,获得杂质子态的波函数及其本征能。所得结果表明:与单相只有单个光吸收峰不同,在混相结构中存在两类光吸收峰分别对应纤锌矿和闪锌矿结构。与电子子带间跃迁光吸收相比,获得的杂质子态间跃迁光吸收系数α_(nm)(从n态到m态的跃迁)的峰位出现蓝移,且振幅增大。α_(12)和α_(13)的峰位随着y的增加向较低入射光子波长λ移动(蓝移),但随着阱宽的增加而向较长λ移动(红移),从而调制光探测区域。结果有助于光电探测器的设计和制作。

双金属MOF-74(Mg_(x)Ni_(1-x))的制备及其对CO_(2)/N_(2)的吸附分离性能研究

以Mg、Ni为中心金属、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为模板剂,采用溶剂热法合成HP-MOF-74(Mg_(x)Ni_(1-x))(x=0.25、0.50、0.75)样品,以烟道气中CO_(2)和N_(2)为吸附质,考察了HP-MOF-74(Mg_(x)Ni_(1-x))样品在273K和298 K下吸附分离CO_(2)/N_(2)的性能;通过静态容量法在273 K和298 K处测试了三种不同HP-MOF-74(Mg_(x)Ni_(1-x))样品上CO_(2)和N_(2)的等温线,并使用双位点Langmuir-Freundlich(DSLF)和单位点Langmuir-Freundlich(SSLF)模型对获得的实验数据集进行了拟合;根据理想吸附溶液理论(IAST),估算了CO_(2)/N_(2)二元混合物的吸附选择性;使用Clausius–Clapeyron方程计算了等量吸附热(Qst)。结果表明,在273 K和100 kPa的条件下,HP-MOF-74(Mg_(0.50)Ni_(0.50))样品的CO_(2)吸附量为4.864 mmol/g;CO_(2)和N_(2)在HP-MOF-74(Mg_(0.50)Ni_(0.50))样品上的吸附等温线分别与DSLF和SSLF模型十分吻合,说明CO_(2)的吸附行为是双孔位吸附,而N_(2)的吸附行为是单位点吸附;HP-MOF-74(Mg0.25Ni0.75)样品对CO_(2)的IAST吸附选择性为2263,吸附量和选择性均优于传统吸附剂MOF-74材料;CO_(2)在HP-MOF-74(Mg_(x)Ni_(1-x))样品上的等量吸附热均高于N_(2),说明CO_(2)在HP-MOF-74(Mg_(x)Ni_(1-x))样品上的表面自由结合能更高。

Nanoscale structural investigation of Zn_(1-x)Mg_(x)O alloy films on polar and nonpolar ZnO substrates with different Mg contents

Zn_(1-x)Mg_(x)O alloy films are important deep ultraviolet photoelectric materials.In this work,we used plasma-assisted molecular beam epitaxy to prepare Zn_(1-x)Mg_(x)O films with different magnesium contents on polar(0001)and nonpolar(1010)ZnO substrates.The nanoscale structural features of the grown alloy films as well as the interfaces were investigated.It was observed that the cubic phases of the alloy films emerged when the Mg content reached 20%and 37%for the alloy films grown on the(0001)and(1010)ZnO substrates,respectively.High-resolution transmission electron microscopy images revealed cubic phases without visible hexagonal phases for the alloy films with more than 70%magnesium,and the cubic phases exhibited three-fold and two-fold rotations for the alloy films on the polar(0001)and nonpolar(1010)ZnO substrates,respectively.This work aims to provide references for monitoring the Zn_(1-x)Mg_(x)O film structure with respect to different substrate orientations.

SPS烧结(Mg,Zn)Al_(2)O_(4)透明陶瓷的微观结构及性能

尖晶石透明陶瓷是一种应用广泛的透明材料。通过放电等离子烧结技术制备了(Mg_(1-x)Zn_(x))Al_(2)O_(4)透明陶瓷,研究了Zn^(2+)含量对其微观结构、致密化、透光率及硬度的影响。在(Mg_(1-x)Zn_(x))Al_(2)O_(4)透明陶瓷中,随着Zn^(2+)含量的增加,陶瓷的致密度变化并不明显,在x=0.8时致密度约为99.31%;Zn^(2+)对陶瓷的光学透过率有显著的提升作用,在x=0.8时,陶瓷在620~6220 nm波长范围内透过率均优于80%,且陶瓷的红外起始衰减波长发生红移;(Mg,Zn)Al_(2)O_(4)透明陶瓷的硬度整体优于MgAl_(2)O_(4),在x=0.8时,硬度达到(13.53±0.24)GPa,比MgAl_(2)O_(4)提高了约9%;(Mg,Zn)Al_(2)O_(4)透明陶瓷的断裂韧性随Zn^(2+)离子的增加逐渐降低。Zn^(2+)离子的加入能提高MgAl_(2)O_(4)尖晶石透明陶瓷透过率与硬度。