Ni掺杂单层PtSe_(2)检测变压器油中溶解气体CH_(4)和C_(2)H_(4)的DFT研究

甲烷(CH_(4))和乙烯(C_(2)H_(4))是变压器故障的重要特征气体,其组分可以有效反应变压器的运行状态。为实现特征气体的快速精准检测,文中提出一种新型材料Ni掺杂单层PtSe_(2)(Ni-PtSe_(2))用于检测变压器油中溶解特征气体CH_(4)和C_(2)H_(4)的检测方法。基于第一性原理密度泛函理论,文中对单层Ni-PtSe_(2)吸附变压器油中溶解特征气体CH_(4)和C_(2)H_(4)进行理论计算,从理论上探讨单层Ni-PtSe_(2)在气体吸附前后的几何结构、单层NiPtSe_(2)电子态密度以及能带结构的变化。计算发现,CH_(4)和C_(2)H_(4)气体吸附体系的吸附能分别为-1.536 eV和-2.502 eV,表明单层Ni-PtSe_(2)对两种特征气体的吸附均为化学吸附,同时也说明单层Ni-PtSe_(2)对C_(2)H_(4)分子具有更强的吸附性能,这在态密度和功函数中也进一步得到了证实。单层Ni-PtSe_(2)作为电阻型传感器,能带结构BS和前线分子轨道分析为其提供了基本传感机制。结果表明,单层Ni-PtSe_(2)是一种检测变压器油中溶解特征气体CH_(4)和C_(2)H_(4)的优越的气体传感器。通过单层Ni-PtSe_2检测CH_(4)和C_(2)H_(4)气体来监测变压器的状态,可以进一步保证电力系统的稳定运行,这一研究可用于实现相关应用,并为变压器安全监测提供传感器支撑。

3-氨基-1，2，4-三氮唑自组装膜对Cu-Ni合金缓蚀作用及吸附机理研究

利用3-氨基-1,2,4-三氮唑(ATA)金属处理剂在Cu-Ni合金表面制备了自组装单分了膜(SAMs),用电化学方法研究ATA SAMs对Cu-Ni合金的缓蚀作用及其吸附行为.结果表明,ATA分子易在Cu-Ni合金表面形成稳定的ATA SAMs,抑制了Cu-Ni合金的阳极氧化过程,改变了电极表面双电层结构,使零电荷电位正移,固/液界面双电层电容明显降低,有良好的缓蚀效果,这与交流阻抗和极化曲线得到的结论一致.同时研究表明ATA的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附机理是典型的化学吸附.

二维XO_(2)(X=Ni,Pd,Pt) 弹性、电子结构和热导率

基于第一性原理计算方法,研究了二维XO_(2)(X=Ni,Pd,Pt)的稳定性、弹性、电子结构和热导率.计算结果显示,二维XO_(2)同时具备较好的机械和动力学稳定性.此外,二维NiO_(2),PdO_(2)和PtO_(2)的杨氏模量分别为124.69 N/m,103.31 N/m和116.51 N/m,泊松比分别为0.25,0.24和0.27,并呈现各向同性.电子能带结构表明,二维XO_(2)(X=Ni,Pd,Pt)为间接带隙半导体,计算能隙分别为2.95 eV,3.00 eV和3.34 eV,且价带顶和导带底的能级主要由Ni-3d,Pd-4d,Pt-5d和O-2p轨道电子组成.通过畸变势理论计算载流子迁移率,结果显示二维XO_(2)(X=Ni,Pd,Pt)沿armchair和zigzag方向的有效质量和形变势表现出明显的各向异性,电子/空穴的迁移率最高分别为13707.96/53.25 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),1288.12/19.18 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)和404.71/270.60 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1).此外,在300 K温度下,二维XO_(2)(X=Ni,Pd,Pt)的晶格热导率分别为53.55 W·m^(-1)·K^(-1),19.06 W·m^(-1)·K^(-1)和17.43 W·m^(-1)·K^(-1),这表明二维XO_(2)(X=Ni,Pd,Pt)在纳米电子材料和导热器件方面具备应用潜力.

二乙腈基二硫纶在金电极上的自组装及其对抗坏血酸的电化学行为研究

将Na2ENi（mnt）2]（mnt=丁二腈烯二硫醇阴离子）自组装到裸金电极表面，制成mnt—SAM／Au修饰电板，并用电化学方法研究了该修饰电极的电化学性质。实验结果表明，mnt—SAM膜对[Fe（CN）6]3-/[Fe（CN）6]4-有一定的排斥作用，而对[Co（phen）3]2＋/[Co（phen）。一有一定吸引作用。研究了抗坏血酸（AA）在自组装膜修饰金电极上的电化学氧化行为，考察了溶液pH、扫描速率的影响，结果表明该膜对AA的氧化具有催化作用。在最佳条件下，峰电流与AA的浓度在5．0×10～1．3×10-3mool·L-1范围内呈良好的线性关系，相关系数为～0．9987，检测限为1．0×10-6mol·L-1。