二次谐波在二维材料结构表征中的应用

二次谐波作为非线性光学的重要分支, 逐渐成为表征晶体结构的重要手段之一。在众多表征方法中, 二次谐波因其无损检测、高稳定性、可调谐性、超快响应、偏振敏感性、通用性、操作简单等特点被广泛应用于二维材料结构表征, 为二维材料的物性研究和功能应用提供了重要信息, 大大推动了二维材料基础研究的快速发展。本文综述了近几年二次谐波在二维材料结构表征中的研究, 简述了二次谐波产生原理, 介绍了飞秒激光器接入共聚焦拉曼光谱仪产生二次谐波测试装置, 分别讨论了二次谐波在二维材料的层间堆垛层数、层间堆垛角度、单层二维材料晶界及晶体取向表征方面的应用。同时, 本文还介绍了采用二次谐波强度直接、灵敏地检测晶体中应变幅度以及通过二次谐波信号变化跟踪材料中的缺陷变化, 接着讨论了二次谐波与拉曼光谱、光致发光的多维度关联分析在材料全面深度表征方面的重要性。最后展望了二次谐波未来在材料结构表征中的潜在研究方向。     

Ce(OH)3包覆Zn-Al-LDHs在Zn-Ni二次电池中的电化学性能

采用共沉淀法制备Ce(OH)3包覆Zn-Al-LDHs,并且将其作为锌镍二次电池的新型负极材料.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对Ce(OH)3包覆Zn-Al-LDHs进行形貌和微观结构的表征,结果表明,Ce(OH)3成功包覆在Zn-Al-LDHs表面.通过循环伏安曲线(CV)、Tafel极化曲线、交流阻抗曲线(EIS)和恒电流充电放电测试研究了其作为锌镍电池负极材料的电化学性能,结果表明,Ce(OH)3包覆Zn-Al-LDHs表现出很好的循环可逆性能和抗腐蚀性能,Ce(OH)3包覆Zn-Al-LDHs电极在Zn-Ni二次电池中的循环稳定性和充放电特性得到了明显提高,经过80次循环后,其循环保持率可以达到94.5％.     

二次离子质谱分析

一、引言 二次离子质谱(Secondary Ion Mass Spectrometry)是一种用于分析固体材料表面组分和杂质的分析手段。通过一次离子溅射,SIMS可以对样品进行质谱分析、深度剖析或成二次离子像。SIMS具有很高的元素检测灵敏度以及在表面和纵深两个方向上的高空间分辨本领,所以其应用范围也相当广泛,涉及化学、生物学和物理学等基础研究领域及微电子、催化、新材     

二次锂电池NiS正极材料的制备及性能研究

以NiCl2.6H2O和硫代乙酰胺(TAA)为反应物,通过化学合成法成功制备了NiS正极材料。采用XRD和SEM对材料进行了表征。结果显示,合成的材料颗粒均匀,分散度高。通过充放电测试及循环伏安测试表征其电化学性能。在电流密度为0.1mA.cm-2,充放电区间1.0~3.5V时,该材料首次放电比容量为554mAh.g-1。     

镁二次电池正极材料研究进展

自然界中镁储量丰富,镁二次电池在大负荷储能设备方面具有良好的发展前景。然而,正极材料的寻找和改进一直是镁二次电池的难点。对近几年镁二次电池正极材料的主要研究进展进行了介绍,着重总结了已报道的具有各种独特微纳米尺寸结构的材料,结果表明材料的介观结构和微观结构(原子排布)对材料的性能都有着至关重要的影响。表现出良好性能的微纳米尺寸结构可被类似体系或材料所参考。     

TOF-SIMS二次离子光学系统仿真研究

为实现飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)对二次离子束的提取并提高仪器的调试效率,采用离子光学仿真软件SIMION 8.0对TOF-SIMS二次离子光学系统进行仿真。以稳定同位素铜离子为对象,通过仿真,研究二次离子光学系统中二次离子提取系统透镜电极电压的调整对质量分辨率的影响,确定最佳透镜电极电压组合,并得到稳定同位素铜离子的仿真谱图。仿真研究表明:当初级提取电极电压为800 V、单透镜有效电极电压为-4 400 V时,质量分辨率最高。在TOF-SIMS实验平台上对铜样品靶进行实验测试,实验与仿真结果相吻合,表明设计的二次离子光学系统可用于TOF-SIMS仪器的二次离子束提取,为实验参数的选择提供参考,从而提高仪器调试效率。     

绿色二次电池材料的研究进展

综述了目前国内外二次电池材料的研究进展,介绍了面向当前高容量、高功率新型二次电池的发展需求,以镍氢电池、锂离子电池为代表的绿色二次电池关键材料的制备及性能的最新研究成果,并对基于多电子反应机理的新型二次电池材料的发展趋势及应用前景进行了分析.     

二次炭化温度对竹炭导电性能及结构的影响

竹炭(Bamboo charcoal,BC)有一定的导电性能,具有被应用于电气材料领域的潜力.为提高竹炭的导电性能,本研究以绝缘竹炭为原料进行二次炭化,研究了二次炭化温度对竹炭理化性能及结构的影响.采用元素分析仪、量热仪、比表面积及孔隙度分析仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对竹炭的基本理化性能及微观结构进行测试.结果表明,700～1500℃内,随着炭化温度的升高,竹炭的比表面积先增大后减小,碳含量从82.45％增加至96.87％,固定碳含量从81.22％增加至96.3％,热值从31.385 MJ/kg增加至34.904 MJ/kg,电导率从10-8 S/cm增加至92.94 S/cm;二次炭化降低了竹炭的极性,并且在纤维帽和细胞壁上形成许多大孔结构,竹炭的这种特征使其可作为复合材料的增强相;二次炭化后,竹炭形成弧形石墨边缘,石墨化程度随着温度的升高逐渐增大,BC1500的(002)峰对应的微晶尺寸为0.334 nm,接近石墨条纹间距0.34 nm.二次炭化显著增强了竹炭的导电性能,这是碳含量提高、细胞壁和纤维帽进一步收缩以及弧形石墨边缘形成的综合结果.二次炭化为高品质炭的制备提供了一种简单高效的方法.     

二次压缩气流法测试棉纤维细度成熟度

探讨棉纤维细度、成熟度测试的方法.介绍了纤维细度、成熟度的定义、传统测试方法和气流测试法.详细阐述了二次压缩气流法快速测试棉花细度、成熟度系统,对该系统的组成、工作原理、测试流程进行了介绍.该系统实验数据表明:二次压缩气流法测试棉纤维细度、成熟度结果与传统测试方法相当.     

锂二次电池的现状与展望

概述了锂离子二次电池、聚合物锂离子电池以及金属锂二次电池的特点和国内外的产业现状与市场特征,并从锂二次电池的材料着手阐述了相关的研究热点和发展趋势。     

利用染料吸附评价活性炭纤维结构的初步研究

研究了一系列不同结构的活性炭纤维对水溶液中碘、酚及亚甲基蓝、结晶紫、二甲酚橙的吸附特征。揭示了染料在活性炭纤维上吸附量的大小,明显受活性炭纤维孔宽的屏蔽作用（分子筛效应）的影响。初步提出可利用染料吸附特征与活性炭纤维的孔宽和染料分子的几何尺寸的相关性,简便地评价活性炭纤维的孔结构和液相吸附性能。     

超大比表面积活性炭纤维对氮的多段吸附机理

研究了超大比表面积ＡＣＦ（Ｋ－ＡＣＦ）对氮的多吸附机理。通过各样品孔径结构（基于ＤＦＴ）和吸附过程（ＤＲ曲线描述）比较分析,探讨不同孔径结构对Ｋ－ＡＣＦ的多段吸附的影响,结合前人工作提出了超大比表面积ＡＣＦ的多段充填机理,并重点分析了极微孔中的吸附过程（第一吸附段）,解释了Ｋ－ＡＣＦ的ＤＲ曲线偏离理想ＤＲ曲线的原因。     

改性PAN—ACFs对甲醛吸附性能的初步研究

聚丙烯腈（PAN-polyacrylonitrile)活性炭纤维（ACF-Activated carbon fiber)经浸渍处理后,通过低温氮气吸附法测定了其吸附等温线,并通过BET方法计算了比表面积SBET,用Dubinin-Astakhjov方程计算了微孔表面积Smic和微孔容积Vmic,用Horvath-Kawazoe方程计算了微孔容积Vmic和平均孔径D,发现处理后样品的比表面积、微孔容积均小于未经处理的原样,而其对甲醛的静态与动态吸附容量都大于未经过处理的原样品,比表面积太小的样品均小于未经处理的原样,而其对甲醛的静态与动态吸附容量都大于未经过处理的原样品,比表面积太小的样品对甲醛的吸附容量小于较高比表面积的样品的吸附容量,部分被吸附物于150℃不能够完全脱除,经推知,所发生的吸附既有物理吸附又有化学吸附,是其表面官能团与孔结构共同作用的结果,样品的无素分析结果表明,处理后样品的C、N含量均增加,O含量降低,吸附过程中含N官能团的作用较显著,浸渍后的样品经热处理,其吸附容量高于未经热处理的样品,说明热处理可以脱除样品表面的杂原而在PAN-ACFs表面留下许多活性位。     

Static Adsorption of Xenon on ACF at 257K

The static adsorption of xenon on active carbon fiber(ACF) at 257K was measured with ASAP2010 specific surface area and pore diameter distribution instrument by changing the working gas from nitrogen to xenon.Compared with grain activated carbon(GAC),the results were as follows(1)The adsorption performance of Viscose-based ACF(VACF-As)was the best among all absorbents tested.VACF-A3 was the superior xenon absorbent.The performance of pitch-based ACF(PACF-Cs)approached that of GAC,(2) Due to the difference of aperture distribution ,the adsorption performances of ACF with different radices were different under the same experiment conditions even though the specific surface area was similar,(3)There were some differences of adsorptive capacity among ACF absorbents which had the same radic,however there was not definite relationship between their specific surface area and adsorptive capacity,(4)The adsorption of xenon on all kinds of ACF agrees with Langmuir equation.(5)The adsorptiov curves can be fitted with a binomial equation.     

超大比表面积ACF和常规ACF表面结构比较

聚丙烯腈基超大比表面积ＡＣＦ（ＨＳＡＣＦ）与常规的小比表面积ＡＣＦ具有不同的表面结构,常规ＡＣＦ具有较为完善的微晶结构,含有比较丰富的杂原子官能结构,主要存在于骨架碳上的含氮官能团含量较大;而对于ＨＳＡＣＦ,超微粒子尺度减小（类石墨微晶基本不存在）,主要存在于骨架碳上的含氮官能团含量较小,杂原子官能结构的浓度和化学状态与常规ＡＣＦ大不相同,这些都使ＨＳＡＣＦ具有与常规ＡＣＦ不同的纳米孔空间表面结构     

H-K法研究ACFs的微结构

ＡＣＦｓ的吸附性能主要取决于比表面积和孔隙结构。在不同相对压力下的吸附行为对应不同的孔隙结构。在一定范围内微孔是决定吸附能力大小的重要因素。以Ｎ２吸附等温线为依据,采用Ｈ－Ｋ法考察了不同比表面积ＡＣＦｓ在微观结构以及吸附 的差异。     

利用铈盐改性修饰活性炭纤维结构

利用硝酸铈铵对活性炭纤维进行了化学改性。研究了铈盐改性前后活性炭纤维的微观结构和表面化学结构的变化。结果表明，活性炭纤维经铈盐处理后，比表面积降低10％～20％左右，微孔孔径分布没有发生明显的变化，表面氧含量从原子分数11％提高至25％，使活性炭纤维表面形成更多的高价态含氧基团。并通过X射线光电子能谱和热重-红外联用的分析结果相结合，较为详细地、定量地分析了活性炭纤维表面的含氧基团。结果表明，利用热重一红外联用技术对活性炭纤维表面含氧基团的种类及其相对量分析结果与基于X射线光电子能谱的C1s分峰结果定量分析基本一致，两种结果可互为验证。     

高温热处理对活性炭纤维微孔及表面性能的影响

研究了1173K高温改性处理对沥青基活性炭纤维吸附性能、孔径分布、微孔结构和表面化学的影响。低温(77K)N2吸附结果表明热处理后活性炭纤维比表面积略有下降，通过密度函数理论解析活性炭纤维全孔范围的孔分布得出活性炭纤维表面孔径大于1．0nm的微孔明显减少，微孔孔径更加集中于0．5nm～1．0nm，从而提高了活性炭纤维的碘吸附值。X射线衍射分析表明活性炭纤维是乱层石墨结构，热处理使活性炭纤维类石墨微晶碳层面的层间距下降，X光电子能谱分析表明热处理后活性炭纤维表面的含氧官能团C=O和COOH的含量变化不大，而呈碱性酚羟基C—OH含量的明显下降使活性炭纤维表面碱性降低。     

沥青基活性炭纤维的制备及其对NO的催化氧化

以沥青基炭纤维为原料,用水蒸气活化的方法制备了三种不同比表面积的活性炭纤维,并采用氮吸附法和拉曼光谱对活性炭纤维进行了表征。本文研究了活性炭纤维在常温下对模拟空气中50 ppm NO的催化氧化性能,结果表明,活性炭纤维可将NO部分催化转化为NO2,较低比表面积的活性炭纤维因为其较窄的孔径分布和较大的类石墨微晶有利于对NO的催化氧化。     

Structure and antibacterial activity of silver-supporting activated carbon fibers

In this paper, several kinds of silver supporting activated carbon fibers (ACF-Ag) were prepared by the reduction adsorption on activated carbon fiber (ACF) activated with steam or H₃PO₄ using sisal, viscose and pitch fiber as precursors. Their pore structure and surface chemistry were characterized using nitrogen adsorption, XPS, WXRD and ICP quantitative analysis. Their antibacterial activities were tested. The results showed that metallic silver particle in micron or nano-scale size could be easily and dispersedly supported onto the surface of ACF using reduction property of ACF without largely decreasing their specific surface area. The ACF-Ag showed strong antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The antibacterial activity has closed relationship with the precursors, the method of activation, silver content and the specific surface area of the ACFs. Generally, higher silver content and higher specific surface area provide the materials stronger antibacterial activity. ACF activated with phosphoric acid, due to the presence of certain amount of organic phosphoric groups on the surface, showed stronger antibacterial activity than those activated with steam. The antibacterial materials can be easily regenerated without decreasing their antibacterial activity and without releasing large amount of silver from the solid phase.