导读:本文包含了金属基纳米结构论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:半导体激光器,微腔,表面等离激元
金属基纳米结构论文文献综述
张柏富,朱康,武恒,胡海峰,沈哲[1]（2019）在《双凹型谐振腔结构的金属半导体纳米激光器的数值仿真》一文中研究指出近年来,金属半导体纳米激光器作为超小尺寸的光源被广泛地研究,其在光子集成回路、片上光互连、光通信等领域具有潜在的应用价值.随着谐振腔体积的减小,激光器损耗也迅速增加,这阻碍了激光器进一步的小型化.本文提出一种基于双凹型谐振腔的金属半导体纳米激光器结构.该结构具有圆柱形的反射端面和内凹的弯曲侧壁,能够使谐振模式集中于腔中心并减小辐射损耗,从而提升品质因子和降低激光器阈值.本文利用时域有限差分方法数值计算了叁种不同曲线侧壁的双凹腔性能.数值仿真结果表明,相比于传统胶囊型腔结构,本文提出的双凹腔结构的品质因子提高24.8%,激光器阈值电流降低67.5%,能够有效提升激光器性能.该结构在超小型金属半导体纳米激光器领域具有重要应用价值.(本文来源于《物理学报》期刊2019年22期）
邓英[2]（2019）在《金属纳米结构表面等离子体共振及其应用》一文中研究指出介绍了纳米光子器件以及金属纳米结构表面等离子体共振,分析了金属纳米结构表面等离子体共振的运用领域,包括在生物医学领域的运用、在局域场增强和拉曼信号检测的运用、在金属纳米颗粒等离子体共振模式检测以及电磁特异介质运用,为金属纳米研究以及运用提供了一定的参考意见。(本文来源于《科技与创新》期刊2019年21期）
黄恺健,李世雄,白忠臣,张正平,秦水介[3]（2019）在《基于金属纳米结构非局域与尺寸效应的表面等离激元特性研究》一文中研究指出结合流体动力学介电模型以及尺寸依赖介电模型,提出了一种可用于描述金属纳米结构中表面等离激元非局域和尺寸效应的介电理论模型。利用不同介质模型对半径为1～100nm的银纳米球进行电子能量损失特性和光学特性的仿真对比,结果表明该理论模型可在较大的能量范围(1～5eV)和尺寸范围(2～200nm)内,兼容有效地反映出局域、非局域、尺寸、甚至是类量子尺寸等效应对金属纳米结构表面等离激元特性的影响作用。同时,研究结果还有助于理解表面等离激元在纳米尺度上的共振模式、能量分布机理和动态演化机制,为等离激元器件的开发设计提供了参考。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年20期）
姚娜[4]（2019）在《分等级过渡金属纳米复合结构电催化剂材料的可控合成及其电解水性能研究》一文中研究指出能源危机与环境污染是当今世界人类面临的两大问题,目前使用的化石燃料不仅会带来严重的环境污染,还会导致能源的日益枯竭,因此寻求新型的可再生能源成为目前研究工作的热点和重点。可再生能源的种类有很多,其中氢能以其独特的优势在众多的可再生能源中脱颖而出,成为了当前科学研究的热点之一。首先氢气来源广泛,含量丰富;其次氢气在燃烧时释放的热值高,能量密度大;同时氢能还具有可再生、清洁环保等优点。电解水制氢是目前已知的制氢方法中较为环保高效、能大规模应用的技术,其产氢效率主要取决于催化剂的催化活性,因此寻找绿色环保、成本低廉的高效催化剂就显得尤为重要。基于此,本文集中研究了具有较好发展前景的分等级过渡金属基纳米催化剂,以泡沫镍(NF)为基底,以过渡金属Fe、Co、Ni为对象,设计合成了一系列高效的复合电催化剂用作电解水产氢和产氧。本论文的主要研究内容可以分为以下叁个部分:(1)采用简单的水热法,同时添加硫源和铁源,在泡沫镍(NF)基底上一步合成了具有核壳结构的Ni_3S_2@Fe_2O_3@NF分等级复合催化剂材料,这里使用的硫源为升华硫,铁源为草酸亚铁。采用XRD、SEM、XPS等手段对其形貌、组成和结构进行表征。此外,还对其开展电解水催化性能测试,测试结果表明:该复合电催化剂在碱性(1 M KOH)和中性(1 M PBS)溶液中均表现出良好的催化性能。在碱性条件的HER测试结果显示,10 mA/cm~2电流密度对应的过电势为32.5 mV,Tafel斜率为138.5 mV/dec。同时在碱性条件(1 M KOH)下进行的OER测试结果显示,10 mA/cm~2电流密度对应的过电势为232.4 mV,Tafel斜率为54.3 mV/dec。同时,该催化材料在碱性溶液中的HER和OER均表现出很好的稳定性。更重要的是,在全解水性能测试中,Ni_3S_2@Fe_2O_3@NF在10 mA/cm~2电流密度对应的电压值仅为1.55 V,并且在该电压下的24 h小时长循环性能非常稳定。(2)本章实验我们以硝酸铁为铁源,升华硫为硫源,采用水热法首先在泡沫镍(NF)基底上合成出FeOOH@Ni_3S_2@NF前驱体,再将其浸泡在2 M Na_2S溶液中12 h进行低温硫化,使硫取代FeOOH中的部分氧得到分等级的Fe-O-S@Ni_3S_2@NF复合催化材料。随后采用XRD、SEM、XPS等手段对其形貌、组成和结构进行表征,证实了Fe-O-S@Ni_3S_2@NF催化剂被成功制备出来。进一步的,我们对其开展了电解水催化性能测试,测试结果表明:硫化后的Fe-O-S@Ni_3S_2@NF催化剂在碱性条件(1 M KOH)下的催化性能得到了较大提升。Fe-O-S@Ni_3S_2@NF催化剂的HER测试在10 mA/cm~2电流密度下的过电势为188 mV,Tafel斜率为173.1 mV/dec;Fe-O-S@Ni_3S_2@NF催化剂的OER测试在10 mA/cm~2电流密度下对应的过电势为170.7 mV,Tafel斜率为45.3mV/dec。同时,经过硫化后得到的Fe-O-S@Ni_3S_2@NF催化剂表现出了长达24 h的极佳稳定性。(3)首先通过简单的水热法合成出MoS_2@Ni_3S_2@NF前驱体,然后通过电化学沉积法在其表面沉积一层Co(OH)_2,最终得到了分等级的Co(OH)_2@MoS_2@Ni_3S_2@NF复合电催化材料。接着采用XRD、SEM、XPS等手段对其形貌,组成和结构进行表征,证实了分等级的Co(OH)_2@MoS_2@Ni_3S_2@NF材料被成功合成。开展的电解水催化性能测试结果表明:当沉积电流为5 mA、沉积时间为1 min时得的样品催化性能最优,我们将其标记为MoS_2@Ni_3S_2@NF-5。该复合催化材料MoS_2@Ni_3S_2@NF-5在碱性条件(1M KOH)下的HER测试结果表明:在10 mA/cm~2电流密度下对应的过电势为119 mV,Tafel斜率为153.5 mV/dec。另外,MoS_2@Ni_3S_2@NF-5催化剂在1 M KOH电解液中的OER测试结果表明:在10 mA/cm~2电流密度下对应的过电势为120 mV,Tafel斜率为153.3 mV/dec。在稳定性测试中,该材料表现出很好的长时间稳定性。(本文来源于《西北大学》期刊2019-06-30）
孙志佳[5]（2019）在《碳纳米管诱导中空结构金属氧化物的构建》一文中研究指出中空微-/纳结构材料因其特殊的结构优势而具有优异的物理和化学特性,在混合超级电容器(HSCs)、锂离子电池(LIBs)、析氢/析氧电催化(HER/OER)等电化学能源相关应用领域具有应用前景。经典的中空结构材料合成通常涉及硬模板和软模板的利用,然而,模板法通常会遇到合成过程耗时复杂等许多难以克服的障碍。因此,在实际应用中,不使用模板直接合成中空结构材料是首选。根据不同机理,多种无模板方法已得到发展,如奥斯特瓦尔德熟化、柯肯达尔效应、表面保护腐蚀法、电化学置换法等。然而,无模板方法的每一种机制都只适用于特定的体系,且无规律性。另一方面,大多数金属氧化物及氢氧化物的不良导电性仍然是发挥其中空微-/纳米结构性能不可避免的挑战,尤其是作为电极材料时。考虑到这些局限性,本文在功能化多壁碳纳米管(MWCNTs)的诱导下,成功制备了叁种中空球金属氧化物及金属氢氧化物/多壁碳纳米管复合材料,开发了一种利用碳材料诱导中空结构形成的导电中空金属氧化物及金属氢氧化物复合物制备的普适方法。还研究了叁种复合材料电极的电化学行为。最后,采用上述中空结构金属氧化物及氢氧化物/多壁碳纳米管复合材料作为电极组装成不对称超级电容器。主要研究结果概述如下:1.在功能化多壁碳纳米管(MWCNTs)的诱导下,首次通过简单的一锅无模板水热反应随后煅烧成功地制备了中空球二氧化铈/多壁碳纳米管复合材料(HS-CeO_2/MWCNTs),发现MWCNTs表面适当的官能团密度可以诱导中空球CeO_2原位生长。HS-CeO_2/MWCNTs复合材料具有新颖的中空金属氧化物和MWCNTs叁维穿插结构,展现了优异的电化学性能:较高的比电容,5000次循环后90.1%保持率的优异循环稳定性,和杰出的倍率性能。值得注意的是,中空氢氧化镍和氧化铁也可在多壁碳纳米管诱导下形成,氧化石墨烯和活性碳也具有同样的诱导作用,证明了碳材料诱导氧化物中空结构形成的普适性。2.使用修饰的MWCNTs,通过上述同样的简单无模板一锅水热合成,成功地制备出分层级中空微球(β)氢氧化镍/多壁碳纳米管复合材料(HHM-(β)Ni(OH)_2/MWCNTs)。新制备的HHM-(β)Ni(OH)_2/MWCNTs复合材料与HS-CeO_2/MWCNTs不同,以新颖的叁维分层级中空微球结构(β)Ni(OH)_2展现出优异的电化学性能:在1 A g~(-1)时提供1540.8 F g~(-1)的高比电容,5000次循环后85.3%保持率的优异循环稳定性,出色的倍率性能20 A g~(-1)条件下58.8%的保持率。3.采用上述相同的方法制备了中空球四氧化叁铁/多壁碳纳米管复合材料(HS-Fe_3O_4/MWCNTs),对其在超级电容器中的潜在应用进行了探究。作为超级电容器电极材料,在6 M KOH电解液中,中空球Fe_3O_4/MWCNTs复合材料展现了优异的电化学性能:在1 A g~(-1)时提供了235.7 F g~(-1)的比电容,5000次循环后保持率为93.3%,即使在20 A g~(-1)时也有68.7%的出色倍率性能。此外,将HHM-(β)Ni(OH)_2/MWCNTs作为正极、HS-Fe_3O_4/MWCNTs作为负极组装成的非对称超级电容器器件,在810 W kg~(-1)的功率密度下显示了43.5 W h kg~(-1)高能量密度。对叁种中空球金属氧化物及金属氢氧化物复合材料作为非对称超级电容器电极材料的形成机理、控制合成及电荷存储机制进行了系统的分析。实验结果表明,适量官能团时,MWCNTs表面官能团固定了金属氧化物种子,MWCNTs表面官能团有限,晶种在有限的官能团上成核生长,由于功能团较为集中,所以在一维MWCNTs上晶种继续生长,形成大直径金属氧化物中空球。本文为制备高性能电极材料提供了一种简便的普适方法,为阐明无模板法中空结构形成机理提供了新的线索。采用本文方法所制备的MWCNTs基金属氧化物中空纳米复合材料具有高容量和良好循环稳定性的,将为开发超级电容器等能源存储系统使用的先进电极材料开辟一条新途径。(本文来源于《辽宁大学》期刊2019-06-01）
黄俊[6]（2019）在《基于金属纳米线网络结构透明电极的制备及其应用研究》一文中研究指出柔性透明电极作为众多柔性电子器件及设备的关键组件,在表皮电子、可植入电子、可穿戴设备或传感器、太阳能电池、触摸屏、软体机器人等领域都有着非常广泛的应用。然而传统的透明导电材料氧化铟锡(ITO)由于自身的缺陷已经不能满足柔性透明导电材料日益增长的需求。发展各项性能优异的柔性透明导电材料来替代ITO有着非常重大的意义。近年来的替代材料主要有碳基导电材料(包括石墨烯、碳纳米管)、导电聚合物、金属纳米线基透明电极。在众多替代材料中,金属纳米线基透明电极展现出优异的光电性能和机械柔性,受到科研人员的青睐。本文的主要研究内容是基于Au纳米槽网络结构可拉伸透明电极的制备,以及该电极在人体表皮电极和柔性传感方面的应用。在制备方法上,采用静电纺丝技术制备超细的无支撑聚乙烯醇(PVA)纳米纤维模板,并进行金属沉积,通过将金属化的纳米纤维转移至预拉伸的弹性衬底,获得具有良好可拉伸性能的周期性弹簧结构。该电极展现出优异的拉伸性能:单次拉伸到500%的应变后电极的电阻仅仅增加30%,拉伸到950%后才不导电。该电极还有着优异的抗疲劳性能:在200%的应变下循环拉伸10万次,电阻仅增加60%左右。更重要的是,该电极在拉伸性能得到大幅度提升的同时仍保持较好的光电性能。本文还基于该电极进行了应用研究。以Au纳米槽网络为上下电极、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为介电层的电容型传感器,虽然其灵敏度并不突出,但能够很好地对人体皮肤形变作出响应,且有着良好的稳定性、线性度以及透明度。可拉伸Au纳米槽网络透明电极有望在人体表皮获可穿戴电子技术上产生重要应用。本文使用添加钙离子的丝素蛋白溶液将弹簧状Au纳米槽网络从PDMS或Ecoflex衬底转移至丝素蛋白衬底,再贴附在皮肤上。利用丝素蛋白良好的生物相容性和它与皮肤优异的贴附性,我们制备了一种以丝素蛋白作为衬底的Au纳米槽网络结构表皮电极,并对其进行了相关电性能和生物相容性测试。研究表面,这种电极是一种理想的表皮电极。基于静电纺丝纳米纤维模板柔性透明电极有着许多优异的特性,本文所制备的Au纳米槽网络结构透明电极不仅有着非常优异的拉伸性能,而且可转移至其它基底,这对该电极在表皮电子、可植入电子等柔性电子领域的应用具有十分重要的意义。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
王宏刚[7]（2019）在《纳米结构设计在新型二次电池金属负极中的应用研究》一文中研究指出随着电动汽车、无人飞机、大型储能站等新兴行业快速发展,对于高性能储能体系的需求日益迫切。因此,各种具有高能量密度的新型二次电池(如锂硫电池、锂空电池、锌空电池、水系锌离子电池等)越来越受到人们的关注。金属负极由于导电性好、比容量高、电极电位低、质量轻等优点,在二次电池领域也成为人们关注的焦点。但是,金属负极的沉积溶解反应并不均匀,“尖端效应”会使得负极表面不断产生枝晶,造成极化增加、容量衰减等问题;更严重的是,当枝晶生长到一定程度后会刺穿隔膜,引发短路,造成严重的安全事故。因而,枝晶问题严重阻碍了金属负极电池的商业化应用。纳米网络结构可以增加电解液迁移均匀性,促进阳离子在负极表面的均匀分布与沉积,从而大幅度缓解由于金属负极不均匀沉积导致的枝晶问题,提高电池的整体性能。针对金属锂负极和金属锌负极的不同特性及应用体系,针对性设计出两种不同的电极优化方案。所开展的主要研究如下:(1)采用静电纺丝法制备出具有丰富的叁维孔道结构的聚丙烯腈(PAN)纤维薄膜,经过预氧化碳化后,得到PAN基叁维碳纤维材料。这种PAN基碳纤维具有导电性高、表面积大等优点,可以有效减小单位面积上的沉积电流密度和锂沉积量。为进一步提升碳纤维的锂亲和性,在纺丝液中引入亲锂性锂钨青铜(Li_(0.5)WO_3)制备了PAN-Li_(0.5)WO_3复合碳纤维薄膜。将上述PAN-Li_(0.5)WO_3复合碳纤维薄膜应用于金属锂负极改性,可以有效提高负极上锂的沉积均匀性、库伦效率和循环稳定性。电化学测试表明,改性后的纤维膜在0.5 mA cm~(-2)的电流密度下,0.5 mAh cm~(-2)的沉积量下进充放电,1000次循环后库伦效率仍然高达99.4%,展现出超高的库伦效率和循环稳定性。作为对照,铜集流体在80圈循环后便无法继续循环。(2)在锌离子电池中,首次将亲水性纳米二氧化硅(SiO_2)和海藻酸钠(SA)加入水系电解液中,得到一种高保水能力和高离子电导率的SA/SiO_2准凝胶电解质。两者构成的纳米级多孔结构可以使电解液中的锌离子均匀分布,避免浓差极化造成锌枝晶的不可控生长;同时这种具有一定机械强度的准凝胶电解质紧密覆盖在锌负极表面,可以起到物理限域的作用,从而抑制枝晶生长,减少应力应变造成的脱层现象。使用这种准凝胶电解质组装的全电池展现出极高的循环稳定性,在1 A g~(-1)的大电流密度下,1860次超长循环后,容量保持率依然高达78%。在对称循环测试中,使用SA/SiO_2准凝胶电解质的电池可以稳定循环290 h,约为使用未改性电解质电池循环寿命的5倍。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
尹勇[8]（2019）在《叁种金属氧化物纳米材料对水稻幼苗生长及根际微生物群落结构的影响》一文中研究指出随着纳米材料广泛应用于人们的生产生活,越来越多的纳米材料已经扩散到环境中,并对环境中的生物产生影响。为了揭示金属氧化物纳米材料在环境中的生态效应,本研究采用水培的方式探讨了不同浓度的叁种金属氧化物纳米材料(nSiO_2、nTiO_2和nZnO)分别对水稻种子萌发的影响,并检测了nSiO_2分别与nTiO_2和nZnO混合处理时,nSiO_2对另外两种纳米材料的减毒效果,以及简单探讨了nTiO_2和nZnO的毒性作用机制;然后采用土壤盆栽实验研究了叁种浓度的上述纳米材料对水稻幼苗生长、主要营养元素的吸收、土壤肥力及根际微生物群落结构的影响,同时进一步研究nZnO处理后,Zn在水稻根和叶亚细胞组分中的分布以及土壤中的化学形态占比,以期为金属氧化物纳米材料的环境生态效应研究以及其毒性作用机制提供理论依据。主要研究结果如下:1.叁种金属氧化物纳米材料对水稻种子萌发不同程度的影响:随着营养液中nTiO_2和nZnO浓度的增加,水稻根长和芽长降低,抑制作用增大,最大抑制;在处理浓度为1000mg/L时,nSiO_2对水稻种子根生长的抑制作用并不显着,同时四种浓度的nSiO_2处理都没有显着影响水稻种子芽生长。不同浓度的叁种金属氧化物纳米材料中1000 mg/L nZnO对水稻种子根和芽生长抑制作用增强,抑制率分别为22.97%和27.62%。2.nSiO_2分别与nTiO_2、nZnO同时处理对水稻根和芽生长的影响:nSiO_2与nTiO_2联合处理对水稻根和芽生长的抑制作用要显着小于nTiO_2单独处理,其根长和芽长分别是2000mg/L、1000 mg/L nTiO_2单独处理的1.31、1.20倍和1.21、1.16倍,也小于nSiO_2单独处理;nSiO_2与nZnO联合处理对水稻根和芽生长的抑制作用要显着小于nZnO单独处理,其根长和芽长分别是2000 mg/L、1000 mg/L nZnO单独处理的1.15、1.15和1.13、1.20倍,但显着大于1000 mg/L nSiO_2单独处理。3.团聚效应对nTiO_2和nZnO毒性的影响:团聚后的nTiO_2处理对水稻根生长的抑制作用显着小于分散处理,也降低了对芽生长的抑制作用;团聚处理后nZnO的毒性变化不显着。4.不同浓度nZnO中的Zn~(2+)浓度测定:随着分散液中nZnO浓度增加,其溶出的Zn~(2+)浓度逐渐降低;静置7 d后,相应浓度nZnO溶出的Zn~(2+)量显着增加。5.土壤中添加金属氧化物纳米材料对水稻幼苗生理生化指标的影响:0.5 mg/g nZnO处理后的水稻幼苗鲜重、干重和株高分别增加24.95%、12.42%和9.71%,1、2 mg/g nZnO处理后的水稻鲜重、干重和株高降低,2 mg/g nSiO_2处理后的水稻干重和株高降低15.56%和7.12%(P<0.05)。0.5、2 mg/g nSiO_2处理后的水稻N含量显着降低,叁种浓度nZnO处理后的水稻P含量增加12.75%-20.59%(P<0.05),水稻K含量降低13.08%-17.08%(P<0.05)。与对照相比,土壤中添加nSiO_2和nTiO_2处理水稻幼苗SOD活性增加2.41%-17.44%,0.5mg/g和1 mg/g的nZnO处理的水稻幼苗SOD活性降低22.76%和13.99%(P<0.05),而高浓度(2 mg/g)的nZnO处理SOD活性增加10.33%(P<0.05)。nSiO_2和nZnO处理的水稻幼苗的POD活性增加14.40%-36.70%(P<0.05),除0.5 mg/g nTiO_2处理的水稻幼苗POD活性最高且与对照差异显着外(P<0.05),其余nTiO_2处理与对照差异不显着。叁种不同浓度的纳米材料处理均显着增加水稻幼苗CAT活性,并且nZnO处理较nSiO_2和nTiO_2处理对水稻幼苗CAT活性的促进作用更明显。6.土壤中添加金属氧化物纳米材料对土壤肥力的影响:经叁种浓度nSiO_2和nTiO_2处理后土壤pH和有机质含量都降低,1、2 mg/g nSiO_2处理后土壤有效氮和有效磷含量显着增加,叁种浓度的nZnO处理后土壤速效磷和速效钾含量分别降低3.57%-7.36%和3.12%-13.82%。所有纳米材料处理后土壤酸性磷酸酶和土壤过氧化氢酶活性分别被显着抑制(抑制率为7.37%-17.49)和显着促进(促进率为4.81%-16.00%),同时,不同浓度的nZnO处理土壤蔗糖酶和脲酶活性都被显着抑制,而不同浓度nTiO_2处理土壤蔗糖酶活性都有不同程度的增强。7.土壤中添加金属氧化物纳米材料对土壤微生物群落结构的影响:叁种纳米材料处理都会引起土壤群落结构的改变;纳米材料的添加都有显着降低土壤微生物数量和微生物物种数(0.5 mg/L nSiO_2处理除外)。10个处理中的微生物主要分属于以下11个门:变形杆菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、TM7(未定菌)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、蓝藻门(Cyanobacteria),但不同处理的微生物在各个门中的占比不同。nSiO_2和nTiO_2处理对土壤微生物丰富度影响不显着,但对土壤微生物群落构成影响较大,尤其是高浓度的nSiO_2和低浓度的nTiO_2处理;nZnO处理都有降低土壤微生物丰富度,且低、高浓度的nZnO处理后土壤微生物Alpha多样性也降低;同时,中、高浓度的nZnO处理也对土壤的微生物群落构成产生显着影响。8.不同浓度nZnO处理后土壤与水稻中的锌含量分布:随着土壤中nZnO浓度增加水稻叶子中的Zn含量也逐渐增加,水稻根中的锌含量要高于叶中的锌含量;Zn主要分布在水稻根和叶的细胞壁和细胞液中,在细胞器中的锌含量相对较少。添加到土壤中的nZnO主要以Fe-Mn氧化物态形式存在,随着土壤中nZnO浓度增加土壤中全锌和速效锌的含量也显着增多,土壤中的生物可利用锌(有效态锌和碳酸盐交换态锌)的占比也逐渐增加,但残渣态锌占比减少。(本文来源于《广西师范大学》期刊2019-06-01）
李寒[9]（2019）在《核/壳结构双金属化合物纳米阵列的构筑及其电化学性能研究》一文中研究指出超级电容器,又称为电化学电容器。由于超级电容器具有功率密度较高,循环寿命较长和充放电较快等优点,因此超级电容器被广泛地应用在仪器仪表、电动汽车、电子器件、国防军事和航天航空等领域。鉴于电极材料是影响超级电容器的性能和生产成本的关键因素,所以研究和开发高性能和低成本的超级电容器电极材料是超级电容器研发工作的重要内容。目前在众多研究的电极材料当中,因双金属化合物具有理论比电容较高,成本较低,环境相对友好,耐碱腐蚀等优势而受到了研究人员的关注和研究,但是双金属化合物也存在导电性较差和循环稳定性较低的缺点。研究表明核壳阵列结构复合材料因为具有很强的协同作用而被认为是性能优异的超级电容器的电极材料,在一定程度上解决了金属化合物的比电容低和导电性差等难题。本文中我们利用水热等方法先后制备了一系列具有核壳结构的双金属化合物纳米阵列复合材料,研究了材料结构和电化学性能,探讨了两者之间的相关影响机理,具体研究内容如下:一、以Ti片为基底,采用分步水热法先在Ti片表面生长TiO_2纳米带阵列,然后在其基础上包覆生长NiCo_2S_4纳米片,得到NiCo_2S_4纳米片包覆TiO_2纳米带的核/壳阵列结构(简称TiO_2@NiCo_2S_4)。将TiO_2@NiCo_2S_4作为超级电容器无粘结剂和导电剂的电极,叁电极测试结果表明,1 A g~(-1)时TiO_2@NiCo_2S_4电极的比电容达到1300 F g~(-1),电流密度从1 A g~(-1)到10 A g~(-1)时,比电容能保持在80%,在8 A g~(-1)下进行5000次充放电循环后比电容仍能维持在82%,这说明TiO_2@NiCo_2S_4电极具有较高的比电容,良好的倍率性能,优异的循环稳定性。究其原因可能是TiO_2具有较高的导电性,核壳结构具有较短的离子运输通道,以及NiCo_2S_4纳米片具有较多反应活性位点之间的协同效应。此外,将煤基多孔碳(CPC)作为负极,TiO_2@NiCo_2S_4作为正极,组装成了TiO_2@NiCo_2S_4//煤基多孔碳(CPC)不对称超级电容器(ASC),电化学测试结果表明:TiO_2@NiCo_2S_4//CPC不仅具有较高的能量密度和功率密度(在400 W kg~(-1)时为41.6 Wh kg~(-1)),而且具有良好的循环稳定性(在4 A g~(-1)下循环5000次后,电容保持率为82.5%)。二、以等离子体清洗的柔性碳布为基底,采用分步水热法先在碳布表面生长TiO_2纳米线阵列,然后在其基础上包覆生长NiCo_2S_4纳米片,得到NiCo_2S_4纳米片包覆TiO_2纳米线的核/壳阵列结构(NiCo_2S_4@TiO_2@C Cloth简称NTC)。将NTC作为超级电容器无粘结剂和导电剂的电极,在叁电极体系下测试其电化学性能结果表明,1 A g~(-1)时NTC电极的比电容达到900 F g~(-1),当电流密度从1 A g~(-1)到5 A g~(-1)时,比电容能保持在75%,在5 A g~(-1)下进行10000次充放电循环后比电容仍能维持在95%,这说明NTC电极具有较高的比电容,良好的倍率性能,优异的循环稳定性。究其原因可能是因TiO_2具有较高的导电性,核壳结构具有较短的离子运输通道,以及NiCo_2S_4纳米片具有较多反应活性位点之间的协同效应。此外,将碳纳米管阵列(CNT@C)作为负极,NTC作为正极,组装成了NTC//CNT@C不对称超级电容器(ASC),电化学测试结果表明:NTC//CNT@C不仅具有较高的能量密度和功率密度(在3.1 mW cm~(-2)时为0.24 mWh cm~(-2)),而且具有良好的循环稳定性(在5 mA cm~(-2)下循环5000次后,电容保持率为85%)。根据电化学测试结果可证明,NTC//CNT@C柔性非对称器件是一种优良的高性能柔性超级电容器电极材料。叁、以等离子体清洗的柔性碳布为基底,采用分步水热法先在碳布表面生长NiGa_2O_4纳米片阵列,然后在其基础上包覆生长MnO_2纳米片,得到MnO_2纳米片包覆NiGa_2O_4纳米片的核壳阵列结构(MnO_2@NiGa_2O_4@C cloth简写MNC)。将MNC作为超级电容器无粘结剂和导电剂的电极,在叁电极体系下测试其电化学性能结果表明,1 A g~(-1)时MNC电极的比电容达到1700 F g~(-1),当电流密度从1A g~(-1)到15 A g~(-1)时,比电容能保持在70%,在20 A g~(-1)下进行10000次充放电循环后比电容仍能维持在90%,这说明MNC电极具有较高的比电容,良好的倍率性能,优异的循环稳定性。究其原因可能是因为NiGa_2O_4具有较高的导电性,核壳结构具有较短的离子运输通道。此外,将氮掺杂介孔碳(N-CMK)以及CNT@C分别作为负极,MNC作为正极,组装成了MNC//N-CMK和MNC//CNT@C不对称超级电容器(ASC),电化学测试结果表明:MNC//N-CMK具有优秀的能量密度和功率密度(在800 W kg~(-1)时为25 Wh kg~(-1)),MNC//CNT@C具有优秀的功率密度和能量密度(在2.5 mW cm~(-2)时为0.26 mWh cm~(-2)),而且具有良好的循环稳定性(在3 A g~(-1)下循环5000次后,电容保持率为80%)。根据电化学测试结果可证明,MNC//CNT@C柔性非对称器件是一种优良的高性能柔性超级电容器电极材料。(本文来源于《新疆大学》期刊2019-05-25）
李琦[10]（2019）在《Pd-ZnO双金属纳米杂化体结构可控制备及其催化取代硝基苯酚加氢应用》一文中研究指出本论文旨在可控合成Pd-ZnO金属-氧化物纳米杂化体,利用金属-金属氧化物间的强相互作用,制备出性能优于单金属纳米材料的新型纳米催化剂。与相同条件下合成的单金属催化剂相比,合成的负载型Pd-ZnO纳米杂化体催化剂,在取代硝基苯酚选择性加氢的催化反应中,展现出优异的催化性能。催化数据与表征结果证明:金属-金属氧化物间协同作用可控调变了催化活性中心的电子结构从而提高了催化性能。具体研究内容如下:(1)Pd-ZnO/Al_2O_3纳米杂化体催化剂的可控制备与表征。本论文以PdZn双金属纳米颗粒为前体在载体上原位转化的方法合成Pd-ZnO/Al_2O_3金属-金属氧化物纳米杂化体催化剂。首先利用强还原剂正丁基锂一步还原Pd~(2+)以及Zn~(2+)前驱体,得到有序PdZn合金纳米颗粒,将其负载于Al_2O_3载体上得到PdZn/Al_2O_3,经过高温氧化及选择性还原处理最后得到Pd-ZnO/Al_2O_3纳米杂化体催化剂,控制前体Pd/Zn的比例,可得到不同Pd/Zn比例的Pdx-(ZnO)y/Al_2O_3催化剂。X射线衍射、高分辨透射电镜图像、X射线光电子能谱、傅里叶红外漫反射和氢气程序升温还原的测试结果表明:在24O℃的反应温度下,正丁基锂可以同时将Pd~(2+)和Zn~(2+)前体还原形成有序的金属间纳米颗粒,以此为前体在载体上原位转化将得到紧密接触的Pd-ZnO纳米杂化体。(2)Pd-ZnO/Al_2O_3催化取代硝基苯酚性能研究。本工作以取代硝基苯酚选择性加氢反应为探针反应研究催化剂结构和性能的关系。与单金属Pd/Al_2O_3催化剂相比,所制备的Pd-ZnO/Al_2O_3催化剂在叁种取代硝基苯酚选择性加氢反应中,性能得到了显着加强,加氢转化率得到了极大地提高。在温和的反应条件(45℃和H2-0.1 MPa)下,当Pd_xZn_y合金前体中Pd/Zn 比例为1/1时,Pd_x-(ZnO)_y纳米杂化体的催化性能最高。研究表明:紧密接触的Pd-ZnO纳米杂化体结构不仅可以将Pd颗粒锚定在载体上防止活性颗粒聚集长大,而且提供了高反应活性位点且界面间的强相互作用提高了催化活性和稳定性。另外,改变前体中Pd/Zn的比例可以精确调控这种金属与金属氧化物之间的相互作用。(本文来源于《华东理工大学》期刊2019-05-21）
金属基纳米结构论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
介绍了纳米光子器件以及金属纳米结构表面等离子体共振,分析了金属纳米结构表面等离子体共振的运用领域,包括在生物医学领域的运用、在局域场增强和拉曼信号检测的运用、在金属纳米颗粒等离子体共振模式检测以及电磁特异介质运用,为金属纳米研究以及运用提供了一定的参考意见。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
金属基纳米结构论文参考文献
[1].张柏富,朱康,武恒,胡海峰,沈哲.双凹型谐振腔结构的金属半导体纳米激光器的数值仿真[J].物理学报.2019
[2].邓英.金属纳米结构表面等离子体共振及其应用[J].科技与创新.2019
[3].黄恺健,李世雄,白忠臣,张正平,秦水介.基于金属纳米结构非局域与尺寸效应的表面等离激元特性研究[J].激光与光电子学进展.2019
[4].姚娜.分等级过渡金属纳米复合结构电催化剂材料的可控合成及其电解水性能研究[D].西北大学.2019
[5].孙志佳.碳纳米管诱导中空结构金属氧化物的构建[D].辽宁大学.2019
[6].黄俊.基于金属纳米线网络结构透明电极的制备及其应用研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[7].王宏刚.纳米结构设计在新型二次电池金属负极中的应用研究[D].太原理工大学.2019
[8].尹勇.叁种金属氧化物纳米材料对水稻幼苗生长及根际微生物群落结构的影响[D].广西师范大学.2019
[9].李寒.核/壳结构双金属化合物纳米阵列的构筑及其电化学性能研究[D].新疆大学.2019
[10].李琦.Pd-ZnO双金属纳米杂化体结构可控制备及其催化取代硝基苯酚加氢应用[D].华东理工大学.2019