- 任富彦;王博;
石墨相氮化碳(g-C_3N_4)因易于合成、结构独特、稳定且成本低廉,成为光催化领域的热点。然而,其光催化性能尚不尽如人意,主因在于对可见光的吸收不足、表面积小、电子导电性差以及光生电子±空穴对的快速复合。研究者通过多种改性策略提升性能,包括形貌控制、元素掺杂和异质结构构建等。通过系统介绍g-C_3N_4的制备及改性方法,总结其在能源环境方面的光催化应用,如析氢、CO_2还原和污染物降解等研究进展。深化了对g-C_3N_4在能源与环境可持续性中的角色的理解,为其制备、改性和应用提供了重要参考。
2025年01期 v.61;No.434 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 2310K] - 温鹏;陈婷;梁梦标;武文魁;厉有鹏;张春媚;赵梦迪;谢志翔;徐彦乔;
CsPbX_3(X=Cl,Br,I)全无机钙钛矿纳米晶具有优异的光电特性,但其应用受到Pb~(2+)的毒性和晶胞的不稳定性等限制。过渡金属离子Cu~(2+)掺杂制备CsPb_(1-x)Cu_xBr_3纳米晶可以有效解决这一问题。采用分段加热法,掺杂一定量的Cu~(2+)使得CsPbBr_3晶胞收缩,同时提高荧光量子产率。当反应温度为130℃、Cu~(2+)掺杂量为5%时,CsPb_(1-x)Cu_xBr_3纳米晶的荧光量子产率达到74%,平均粒径为11.15±2.42 nm。与未掺杂的纳米晶相比,掺杂后CsPb_(0.95)Cu_(0.5)Br_3纳米晶的水稳定性、紫外光稳定性以及存储稳定性分别提高了37%、34%和28%。CsPb_(0.95)Cu_(0.05)Br_3纳米晶白光发光二极管器件的显色指数为54.3,流明效率和色温分别为43.2 lm/W和6512 K,色坐标为(0.33,0.34),其色域覆盖范围可达国家电视委员会标准的134.64%。
2025年01期 v.61;No.434 8-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 3404K] - 王琳;王楠;任士远;张彬彬;
氮化硅是性能优异的陶瓷材料,在航空航天、国防军工等方面有着重要的作用。氮化硅中的杂质元素氧与主元素氮对其制备工艺及高纯化发展至关重要。通过对称样量、脱气功率、分析功率、氧的开始基线时间、助熔剂种类及比例、坩埚选择等因素的探究,建立了惰气熔融±红外吸收/热导法同时测定氮化硅中的低氧高氮,并通过标准物质验证了方法的准确性、精密度与回收率。结果表明,当称样量为0.0700 g、脱气功率为5000 W、分析功率为5500 W、氧的开始基线时间为1 s、助熔剂为0.60 g镍囊、坩埚为石墨套坩埚时,可以得到稳定、准确的测试结果。以此实验条件使用标准物质建立了标准曲线,并进行了加标回收实验和精密度实验,氧、氮标准曲线线性相关系数分别为0.999922、0.999990,加标回收率为96.9%~102.7%,88.2%~97.7%,氧的RSD(n=7)分别为1.99%、0.45%、氮的RSD(n=7)分别为0.63%、0.79%。方法的检出限分别为0.000306%、0.00864%,定量限为0.000102%、0.00881%。该方法可用于快速、准确、同时检测氮化硅中的低氧高氮。
2025年01期 v.61;No.434 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 2416K] - 区力函;李海侠;陈春宇;陈尚举;
基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了Sc单掺杂、N单掺杂和Sc±N共掺杂β-Ga_2O_3的晶格常数、电子结构以及光学性质。研究结果表明本征β-Ga_2O_3的带隙为1.99 eV,掺杂后所有掺杂体系的带隙变小,且均为直接带隙半导体,电子更加容易跃迁至导带,增强材料的对可见光的吸收性能;光学性质计算结果表明所有掺杂体系的静态介电常数变大,增强电荷束缚能力和极化能力,Sc±N共掺杂后改善β-Ga_2O_3的可见光区域和紫外光区域的吸收系数,表明Sc±N共掺杂β-Ga_2O_3的材料有望于应用紫外探测领域。
2025年01期 v.61;No.434 26-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 3114K] - 陈瑞雪;桑绍柏;李亚伟;朱天彬;王恒;
针对垃圾焚烧炉内高温腐蚀和飞灰冲刷问题,以B_2O_3±R_2O±Al_2O_3±SiO_2系搪瓷釉粉和TiO_2为主要原料,在20G钢表面制备了高温搪瓷涂层。采用XRD分析了搪瓷涂层的物相组成,采用万能试验机和材料表面性能综合测试仪研究TiO_2含量对搪瓷涂层的结合强度和耐磨性的影响,采用钾蒸气模拟腐蚀试验结合SEM评价了搪瓷涂层的耐腐蚀性。结果表明:添加TiO_2的B_2O_3±R_2O±Al_2O_3±SiO_2系搪瓷涂层经900℃搪烧后涂层结构致密,其中仍能检测到金红石及NiO等晶相;TiO_2的引入降低了B_2O_3±R_2O±Al_2O_3±SiO_2系搪瓷涂层高温黏度;添加TiO_2后搪瓷涂层结合强度和耐磨性均得到了提高;同时,钾蒸气模拟腐蚀试验表明搪瓷涂层均具有优异的耐腐蚀性。相比未添加TiO_2的搪瓷涂层,添加3%TiO_2的搪瓷涂层在保持优异的防腐性能基础上,其结合强度提高了15%,磨损量降低了35%,具体数值分别为18.8 MPa和7.4×10~(-5) (mm~3·N~(-1)·m~(-1))。
2025年01期 v.61;No.434 34-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 2746K]