基于能带工程的碳基异质结设计及光催化性能研究

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半导体光催化技术是目前解决能源危机和环境污染的有效途径之一,但光催化材料较低的量子效率等因素限制了其大规模应用,因此研发高效的光催化剂是目前凝聚态物理等领域的巨大挑战。在目前已报道的光催化材料中,碳基材料,如能分解水制氢的氧化石墨烯和石墨相氮化碳(g-C_3N_4)等,由于其低廉的成本和优异的性能受到了极大的关注。但是,单一碳基材料催化剂中载流子复合几率高,而且其光吸收范围所要求的小带隙和强氧化还原电势两者不可兼得。利用两种(或多种)不同材料构建异质结(如II型或Z型),不仅能够有效地解决这一问题,
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钾具有资源丰富、价格低廉、标准电极电位更接近锂等优点,利用其开发的钾离子电池适用于大规模电力储存系统,有望用来存储可再生能源。目前钾离子电池电极材料的研究取得了一定的进展,但其电解液的发展严重滞后且比较单一(钾盐主要为六氟磷酸钾(KPF_6)),制约着钾离子电池体系的快速发展。因此,开发新型电解液体系、探讨不同电解液对钾离子电池正负极的影响、以及研究电解液在全电池中的应用等对钾离子电池的发展具有重
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间歇发电的有效利用和电力的高效传输,需要更优异的大规模储能技术。由于地壳锂资源的稀缺性和分布不均,锂离子电池大规模储能的可行性一直存在争议。因此,开发基于地球丰富材料的替代能源存储系统引起了极大的兴趣。钠离子电池(NIBs)具有丰富的钠储量和良好的可用性,可以满足大规模智能储电的材料供应和成本需求,具有广阔的前景。双离子电池(DIBs)系统以其低成本、高能量及环保等优点引起了人们的广泛关注。高性能
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随着社会的进步以及科技的飞速发展,化石燃料(石油、天然气、煤等)快速消耗,能源短缺和可再生能源(潮汐能、太阳能、氢能)的开发已成为人类生存面临的主要挑战。人们对各种便携式设备(如手机,笔记本电脑)、混合动力电动汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)和纯电动汽车(EV)的需求量逐渐增大,使得对于长续航能源存储设备的需要也随之增加。当前研究的可充电锂离子电池(LIBs)、钠离子电池(NIBs)
机械结构中,接触往往会引起应力集中,这是导致机械结构出现磨损疲劳断裂的重要原因。而经典的理论解析法在实际复杂的接触问题却无法使用,如今利用CAE分析已成为了复杂接触问题分析不可或缺的手段。边界积分方程方法作为CAE分析的一种数值方法,将描述未知内部和边界的行为的偏微分方程转换为仅与边界值相关的积分方程。在弹性问题中只需对实体边界进行离散,不需要划分域内网格。此外,在边界积分方程中面力和位移都作为方
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近几十年来,因化石燃料的大量燃烧,产生了大量的CO2并排入大气,引发了一系列的环境问题,其中最具代表性的是全球气候变暖。当今,全世界约2/5的CO2排放来自燃煤电厂。因此实现燃煤电厂的CO2捕获与封存已刻不容缓。目前,基于有机胺捕获剂的化学吸收法已成为最成熟的CO2捕获技术之一。然而在其应用过程中仍面临一些亟待解决的问题,例如能耗高、占地面积大和设备腐蚀,在传统塔设备运行过程中也常出现溢流、冒泡、
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自石墨烯发现以来,具有原子厚度的二维材料因其独特的物理和化学性质而备受关注。最近二维材料中一个令人兴奋的话题是基于有机框架(如使用配位键的金属有机框架和使用共价键的共价有机框架(COF))自下而上的方式合成纳米片。尽管已经发现了部分金属有机配位聚合物,但这个家族中仍然还有很多材料的晶体结构未知且这些材料的功能性质无法控制。总体来说,相对于无机二维材料和金属有机框架,关于导电π-共轭聚合物的研究还处
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在使用波谱仪器对待测样本进行定量分析时,通常假定待测样本中待测物质浓度与待测样本的波谱信号强度之间存在线性或简单的非线性关系。但是,实际复杂样本的波谱信号强度除了与样本中待测物质浓度有关外,还可能受样本的其他性质(如:物理性质)和波谱仪器一些不可控参数或条件的影响,这使得待测样本中待测物质浓度与待测样本波谱信号强度之间的关系不再服从线性或简单的非线性模型,从而严重影响定量分析结果的准确度。例如,质
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煤炭燃烧除了能够产生我们需要的电能,还产生了NOx和Hg0等各种大气污染物,这些大气污染物会对生态环境和人们健康产生威胁。NOx可以引发光化学烟雾、硝酸型酸雨、臭氧层破坏等环境问题。Hg0具有挥发性、毒性、持久性和生物富集性,且随着大气环流可以跨区域甚至全球范围内迁移,可以对全球范围的环境和人体健康产生威胁。传统的燃煤烟气多污染单一处理技术需要非常大的空间来依次放置这些污染物的处理设备,系统复杂,
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多环芳烃(PAHs),作为石墨烯片段分子,是材料与化学领域的研究热点和重点。其中,非凯库勒(non-Kekulé)稠环芳烃具有独特的电子结构以及光电磁等物理性质,是极具潜力的有机共轭功能分子材料。非那烯自由基(phenalenyl radical)和奥林匹克烯自由基(olympicenyl radical)是典型的非凯库勒稠环芳烃。它们显著的特点是分子具有奇数个sp~2杂化碳原子和π电子,其分子结
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天然产物是指动植物、海洋生物、昆虫或微生物体内的组成成分和代谢产物及人和动物体内的化学成分,是在动植物体内通过生化作用和光合作用形成的,主要包括糖苷类、树脂、蛋白质、油脂、生物碱、黄酮、留体化合物、萜类等天然存在的化学成分。天然产物具有许多生物和药理学活性,如抗癌,抗炎和抗衰老,在医疗、食品、日化等领域受到广泛关注,但是由于天然产物的成分复杂且从动植物中提取的含量低,因此传统的提纯已不能满足人类日
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