检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张正东昆明理工大学

学位级别：硕士

作为一种新型光催化剂,在整个可见光谱范围内,等离子体金属纳米粒子具有收集太阳能并产生有效能量转换的独特优势。因此,等离子体纳米催化剂是可见光驱动催化反应最有潜力的候选者。此类光催化剂体系包括金(Au)、银(Ag)和铜(Cu)等纳米... 详细信息

作为一种新型光催化剂,在整个可见光谱范围内,等离子体金属纳米粒子具有收集太阳能并产生有效能量转换的独特优势。因此,等离子体纳米催化剂是可见光驱动催化反应最有潜力的候选者。此类光催化剂体系包括金(Au)、银(Ag)和铜(Cu)等纳米颗粒以及与其他金属半导体结合的等离子体纳米光催化剂。目前,等离子体纳米粒子在增强催化转化方面的应用被广泛研究,这要归功等离子体金属与光强相互作用产生的局域表面等离激元共振效应(LSPR),LSPR独特的电场增强、热电子可以提高催化反应的活性,增强并驱动化学反应的发生。基于等离子体纳米材料优异的光催化性能,文中将等离子体金属Cu、Ag以及银和二氧化钛(Ti O)结合的等离子体纳米光催化剂用于对聚丙烯腈(PAN)的催化石墨化研究,并探究了增强其催化石墨化的机制。主要的研究工作及成果如下:一、利用铜纳米结构作为等离子体光催化剂对PAN进行低温催化石墨化研究。原位拉曼光谱结果表明:涂敷在Cu纳米结构表面的PAN分子在拉曼激光的作用下成功转化为石墨的结构。随着辐射功率的逐渐增加导致石墨中形成的缺陷数量显著减少,然而更长持续时间的激光辐射并不会引起缺陷数量的减少,这表明Cu纳米结构表面的PAN催化石墨化是由LSPR诱导出的热载流子引发的。此外,Cu纳米结构表面的氧化和尺寸大小也是影响PAN催化石墨化性能的提高,当铜纳米结构的平均尺寸约为40nm时,PAN的石墨化程度最大。通过时域有限差分(FDTD)模拟局域场强度也证明了实验结果的一致性。二、利用Ag纳米结构作为等离子体光催化剂探究PAN的催化石墨化。实验结果表明:以Cu纳米结构相比,Ag纳米结构表面上的PAN在拉曼激光的作用下的石墨化程度更高,石墨缺陷数量进一步减少。另外,经酸刻蚀20min的Ag纳米结构对PAN催化石墨化程度最高,FDTD模拟不同粗糙Ag纳米结构表面的局域场强表明,局域场强的增强导致了热载流子产率的增加,从而提高了PAN的石墨化程度。三、为了进一步提高PAN的石墨化程度,采用磁控溅射法制备了Ag@Ti O等离子体纳米结构催化剂,并探究了其对PAN的催化石墨化和机理。研究发现,与裸Ag纳米颗粒相比,Ag@Ti O等离子体纳米结构催化剂对PAN的催化石墨化能力更高,石墨中的缺陷进一步减少。另外,Ag纳米结构的氧化会削弱Ag@Ti O对PAN的催化石墨化效率。Ag@Ti O等离子体纳米结构催化剂拓宽了对光的吸收范围、提高热载流子的分离效率以及等离子体金属Ag的LSPR效应是增强PAN催化石墨化的机制。最终,FDTD模拟Ag@Ti O等离子体纳米结构的局域场强分布及大小证明了实验结果的准确性。

关键词：等离子体金属表面等离子体共振光催化聚丙烯腈石墨化热载流子

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

等离子体金属波导在外磁场调制下的传输模式

引用

光学技术 2017年第5期43卷 410-414页

作者：金仁贵方云团安徽工业经济职业技术学院电子信息系合肥230051 江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江212013

在通信系统中波导的设计向着多功能和可调制方向发展。波导基于等离子体金属材料在外磁场作用下设计平面波导。等离子体金属材料在外磁场作用下会产生表面等离子体激元和非互易传播双重功能。从基本的麦克斯韦方程和边界条件出发,详细... 详细信息

在通信系统中波导的设计向着多功能和可调制方向发展。波导基于等离子体金属材料在外磁场作用下设计平面波导。等离子体金属材料在外磁场作用下会产生表面等离子体激元和非互易传播双重功能。从基本的麦克斯韦方程和边界条件出发,详细推导了模式的色散方程,并根据模式特征进行了分类。波导具有明显的非互易传播和可调制的特性。

关键词：材料等离子体金属波导

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

Au/Co_(3)O_(4)-ZnO催化剂上CO_(2)-丙三醇羰基化合成丙三醇碳酸酯

引用

物理化学学报 2024年第9期40卷 84-86页

作者：李亚晋刘会敏马兰刘佳雄贺德华清华大学化学系北京100084 辽宁工业大学化学与环境工程学院辽宁锦州121001 防化学院北京102205

CO_(2)与丙三醇羰基化合成丙三醇碳酸酯是一项前景广阔的CO_(2)利用途径。尽管该反应可以通过热驱动的催化途径实现,但受热力学平衡的限制。在本研究中,我们开发了xAu/20Co_(3)O_(4)-ZnO系列催化剂,并引入太阳光辐射能量来实现光热协同... 详细信息

CO_(2)与丙三醇羰基化合成丙三醇碳酸酯是一项前景广阔的CO_(2)利用途径。尽管该反应可以通过热驱动的催化途径实现,但受热力学平衡的限制。在本研究中,我们开发了xAu/20Co_(3)O_(4)-ZnO系列催化剂,并引入太阳光辐射能量来实现光热协同催化反应,以突破热力学限制。由p型半导体Co_(3)O_(4)和n型半导体ZnO复合而成的Co_(3)O_(4)-ZnO氧化物具有异质结构,而负载于Co_(3)O_(4)-ZnO表面的Au纳米粒子具有局域表面等离子体共振(LSPR)效应。我们研究了xAu/20Co_(3)O_(4)-ZnO的可见光吸收性能、光生电子-空穴对分离效率以及Au添加对xAu/20Co_(3)O_(4)-ZnO催化剂光热协同催化性能的影响。此外,我们还研究了Au掺杂对xAu/20Co_(3)O_(4)-ZnO的体相和表面性质(晶相结构、形貌、比表面积、元素结合能、表面酸碱性、还原行为)的影响。研究结果显示,Au/20Co_(3)O_(4)-ZnO的异质结构有助于吸收可见光并提高电子-空穴对的分离效率。负载于Co_(3)O_(4)-ZnO表面的Au纳米颗粒约为50 nm,Au的加入改变了Zn和Co的电子密度,增强了Co物种的还原性,并增加了Co_(3)O_(4)-ZnO表面的氧空位。此外,Au纳米粒子的LSPR进一步提高了Au/20Co_(3)O_(4)-ZnO的可见光吸收能力,并改善了光生电子-空穴对的分离,从而提高了光热协同催化性能。在优化的条件下(150℃、5 MPa、6 h、25 W可见光照射),2%Au/20Co_(3)O_(4)-ZnO表现出良好的光热协同催化性能,丙三醇碳酸酯的产率为6.5%。这项工作有望为合理设计更好的CO_(2)-丙三醇羰基化制丙三醇碳酸酯光热催化剂提供参考。

关键词： CO_(2)利用丙三醇羰基化丙三醇碳酸酯等离子体金属光热催化

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

纳米多孔金属薄膜的脱合金制备、形成机理及性能研究

纳米多孔金属薄膜的脱合金制备、形成机理及性能研究

引用

作者：张颖山东大学

学位级别：博士

脱合金制备的纳米多孔金属材料因其独特的三维双连续的纳米级韧带/孔隙结构,在催化、传感、驱动、能源等领域显示出巨大的应用潜力。然而脱合金过程中体积收缩产生的残余应力、沿晶界的优先腐蚀和应力腐蚀开裂等现象会导致样品表面形成... 详细信息

脱合金制备的纳米多孔金属材料因其独特的三维双连续的纳米级韧带/孔隙结构,在催化、传感、驱动、能源等领域显示出巨大的应用潜力。然而脱合金过程中体积收缩产生的残余应力、沿晶界的优先腐蚀和应力腐蚀开裂等现象会导致样品表面形成裂纹,无法维持连续、自支撑的形态。同时,前驱体合金中惰性元素含量过低时,会造成脱合金后样品的机械完整性变差。因此自支撑、连续纳米多孔金属薄膜的制备仍然面临巨大的挑战。此外,先进的原位技术可以深入地探究脱合金过程中的腐蚀机理和多孔结构演化,对调控纳米多孔金属的微观结构和性能具有指导意义。但由于其设备昂贵,测试成本高,文献中对脱合金机理的原位研究比较有限。基于以上研究背景,本文首先设计了一种原位X射线衍射(XRD)装置用于脱合金机理的研究,并选择Cu90Au10和A180Ag20合金作为研究对象,验证了装置的可行性。在此基础上,通过液态金属表面合金化-脱合金策略和熔炼-轧制-退火-脱合金的工艺,研制出自支撑、连续的纳米多孔金属薄膜,深入研究了脱合金机理,并系统探究了与纳米多孔金属薄膜微观结构相关的性能及潜在应用。首先,利用原位XRD装置研究了 Cu90Au10和A180Ag20前驱体合金在脱合金过程中的物相演化。结果表明,Cu90Au10在脱合金过程中没有中间相的形成,Cu(Au)固溶体相直接转变为纯Au相。Al80Ag20在脱合金过程中出现了 α-Al(Ag)→Ag(Al)→Ag的物相转变,没有金属间化合物中间相的形成。此外,虽然A180Ag20中的Ag2Al相在NaOH溶液中为惰性,但在HC1溶液中却可以完全被腐蚀,这归因于纳米多孔Ag的催化作用和Ag2Al自身的尺寸效应。并且,Al80Ag20中的α-Al(Ag)和Ag2Al相在HCl溶液中出现顺序脱合金的行为,可以通过控制脱合金时间来调控脱合金产物的相组成。其次,利用液态金属Ga辅助的表面合金化-脱合金策略,成功制备了 Cu基底支撑的柔性纳米多孔Cu薄膜,并且通过控制Ga的载量,可以调控纳米多孔Cu薄膜层的厚度。原位XRD研究发现,脱合金过程中没有中间相的形成。通过对比脱合金前后样品的表面形貌,证实了脱合金过程中遗传效应的存在。通过拉伸实验和纳米压痕测试,发现在Cu基底的支撑下,纳米多孔Cu薄膜表现出明显的塑性变形阶段,其最小的断裂伸长率仍可达13.5%,约为纯Cu的一半。这种优异的拉伸力学性能主要源于Cu基底和纳米多孔Cu层之间良好的界面结合与一定的模量匹配,韧性的Cu基底使脆性的纳米多孔Cu层能够承受较大的拉应力。再次,基于Cu99Au1的稀前驱体合金设计,通过调控脱合金过程中的结构、成分、物相变化,制备了两种不同结构的自支撑纳米多孔Au薄膜(NPG)。脱合金6h后形成的纳米多孔Au薄膜(NPG-6)具有独特的分级多孔结构,脱合金30h后形成的纳米多孔Au薄膜(NPG-30)表现出典型的三维双连续韧带/孔隙结构。原位XRD与非原位SEM结果表明,Cu99Au1在脱合金过程中发生了 Cu(Au)→Au(Cu)→Au的物相变化,脱合金6 h后样品发生显著的体积收缩(87%),形成的NPG-6薄膜具有超高的孔隙率(86.2%)和较低的密度(2.43 gcm-3)。此外,通过太阳能水蒸发测试发现,在1 kWm-2的光照强度下,与NPG-30薄膜相比,NPG-6薄膜表现出更为优异的太阳能水蒸发性能,其光热转换效率可达94.5%。出色的宽带光吸收能力、优异的亲水性、丰富的纳米/微米传输通道以及一维通道的绝热结构设计,共同促进NPG-6薄膜实现高效太阳能水蒸发。此外,脱盐实验证明,NPG-6薄膜在海水淡化领域具有广阔的应用潜力。最后,在上述研究的基础上,通过引入Ag元素设计制备了一种三元稀前驱体合金(Cu99Ag0.75Au0.25)。对其进行一步脱合金处理得到了具有超细韧带/孔隙结构的自支撑纳米多孔 CuAgAu薄膜,进一步利用退火粗化-脱合金的工艺,制备了具有分级多孔结构的纳米多孔Au薄膜。通过原位XRD和非原位SEM研究发现,Cu99Ag0.75Au0.25在脱合金过程中的物相演化可总结为:Cu(AgAu)→Cu(Au)+Ag(Au)→Ag(Au)→Au。两种薄膜均表现出超高的孔隙率和较低的密度。太阳能水蒸发测试结果表明,与纳米多孔Au薄膜相比,纳米多孔CuAgAu薄膜在1kW m-2的光强下表现出更高的水蒸发速率(1.49 kg m-2 h-1)和光热转化效率(93.6%)。超细的韧带尺寸和Cu、Ag、Au的共振吸收使得纳米多孔CuAgAu薄膜表现出更强的宽带光吸收能力,从而实现高效太阳能水蒸发。

关键词：纳米多孔金属脱合金原位X射线衍射力学性能等离子体金属太阳能水蒸发性能海水脱盐

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：