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重庆市自然科学基金(CSTC2013JCYJA0731)

作品数:7 被引量:22H指数:4
相关作者:冯庆朱洪强周晴岳远霞陈小雨更多>>
相关机构:重庆师范大学中国科学院宁波材料技术与工程研究所更多>>
发文基金:重庆市自然科学基金国家自然科学基金更多>>
相关领域:理学金属学及工艺更多>>

文献类型

  • 7篇中文期刊文章

领域

  • 6篇理学
  • 1篇金属学及工艺

主题

  • 4篇密度泛函
  • 4篇密度泛函理论
  • 4篇泛函
  • 4篇泛函理论
  • 3篇气敏
  • 3篇气敏材料
  • 3篇金红石
  • 2篇金红石相
  • 2篇光学
  • 2篇分子
  • 1篇原子
  • 1篇原子与分子物...
  • 1篇锐钛矿
  • 1篇锐钛矿型
  • 1篇涂层
  • 1篇气体传感
  • 1篇气体传感器
  • 1篇气体分子
  • 1篇摩擦学
  • 1篇摩擦学行为

机构

  • 6篇重庆师范大学
  • 1篇中国科学院宁...

作者

  • 6篇冯庆
  • 3篇朱洪强
  • 2篇周晴
  • 1篇杨英
  • 1篇岳远霞
  • 1篇李科
  • 1篇陈小雨

传媒

  • 1篇物理学报
  • 1篇中国激光
  • 1篇光学学报
  • 1篇中国表面工程
  • 1篇Chines...
  • 1篇重庆师范大学...
  • 1篇中国科学:物...

年份

  • 1篇2018
  • 1篇2015
  • 5篇2014
7 条 记 录,以下是 1-7
排序方式:
SP^3杂化的气体分子在金红石相二氧化钛(110)面吸附规律与特性被引量:7
2015年
采用基于密度泛函理论(DFT)体系下的第一性原理平面波超软赝势方法,研究了sp3杂化气体分子H2O,NH3和CH4在金红石相Ti O2(110)表面的吸附.研究发现:含有氧空位的表面较无氧空位表面更容易吸附气体分子.影响吸附稳定性和吸附能的主要因素是分子的极化率,分子极化率越大,吸附越稳定.表面氧空位对分子负电荷中心的吸附是整个吸附的主要原因.通过差分电荷密度和电荷布居数分析来看,表面与吸附分子存在电荷转移,转移电子数目大小为:N>O>C,吸附方式为化学吸附,吸附稳定性为NH3>H2O>CH4.通过态密度、吸收谱和反射谱分析发现,表面氧空位缺陷使材料在费米能级附近出现了态密度峰值,极大地改变了材料的光学性质,占主导作用;而表面吸附H2O,NH3,CH4分子后对表面的光学性质影响相对较低,占辅助作用.O,N,C原子的电子在费米能级附近的态密度贡献为N>O>C,与转移电子数目顺序一致.相比氧空位表面,吸附CH4后对材料的光学性质影响不大,但吸附H2O和NH3后其吸收系数和反射率有所降低.这为进一步研究该材料的气敏传感特性提供了理论基础.
朱洪强冯庆周晴陈小雨
关键词:密度泛函理论DFT-DTIO2
金红石相TiO_2(110)面对NH_3吸附的微观机制和光学气敏特性研究被引量:8
2014年
研究光学气敏材料吸附气体后的光学气敏特性是气敏传感研究的热点问题。研究了金红石相TiO2(110)面吸附NH3的微观机制和光学气敏特性。结果表明,NH3分子容易被含氧空位缺陷的金红石相TiO2(110)面所吸附,且提高表面氧空位的比例,有利于NH3稳定吸附。表面吸附NH3分子以负电荷中心向下为主,当氧空位比例为33%时,吸附能为1.7313eV。表面吸附NH3为化学吸附,NH3的H原子被还原而N原子被氧化。含氧空位的表面吸附NH3在可见光1.5-3.1eV范围内,表面氧空位比例越大,其对可见光吸收和反射能力越强,光学气敏性越灵敏。
朱洪强冯庆
关键词:金红石NH3密度泛函理论
低Si含量WSiN涂层的结构和摩擦学行为
2018年
利用反应磁控溅射法制备W_2N和WSiN涂层,利用XRD,SEM和AFM研究涂层的显微结构,利用纳米压痕仪测试涂层的力学性能,利用摩擦磨损仪表征涂层的摩擦磨损行为。结果表明,原子数分数2.4%Si掺杂没有引起W_2N涂层相结构和力学性能的明显变化,但降低了涂层的表面粗糙度(从10.56 nm到8.35 nm)。不锈钢基底、W_2N涂层、WSiN涂层与Al_2O_3对偶球的摩擦因数分别为0.62、0.42和0.35,对应的磨损率分别为4.2×10^(-14)、3.8×10^(-16)和3×10^(-16) m^3/N·m。不锈钢基底、W_2N涂层、WSiN涂层与GCr15对偶球的摩擦因数分别为0.56、0.47和0.49,对应的磨损率分别为5.9×10^(-15)、2.8×10^(-16)和3.2×10^(-16) m^3/N·m。在上述两种对偶球情况下,W_2N涂层、WSiN涂层均能够降低不锈钢的摩擦因数10%~40%和磨损率1~2个量级。W_2N涂层和WSiN涂层具有较好的润滑抗磨性,能给不锈钢基底提供防护作用,且WSiN涂层的防护效果更佳。
李科邵涛葛芳芳黄峰冯庆
关键词:磁控溅射摩擦学行为
光学气敏材料金红石相二氧化钛(110)面吸附CO分子的微观特性机理研究被引量:11
2014年
利用光学气敏材料吸附气体,引起材料光学性质的变化来测量气体成分,是当前气敏传感研究领域的一个热点方向.本文针对光学气敏材料金红石相TiO2(110)表面吸附CO分子的微观特性进行研究,采用基于密度泛函理论(DFT)体系下的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了表面的吸附能、电子态密度、光学性质和电荷密度的变化.结果表明:终止于二配位O原子的TiO2(110)面为最稳定表面,该表面吸附CO分子以C端吸附方式最为稳定,且氧空位浓度越高,越有助于对CO分子的吸附,吸附过程为放热.在氧空位浓度为33%时,吸附能达到1.319 eV,吸附后结构趋于更加稳定.表面吸附CO分子后,其实质是表面的氧空位氧化了CO分子,CO分子的电荷向材料表面转移.含有氧空位的表面吸附CO分子后都改善了其在可见光范围内的光学性质,但是氧空位浓度越高,改善其光吸收和反射能力越明显,光学气敏传感特性表现越显著.
朱洪强冯庆
关键词:金红石CO密度泛函理论
Spectrum redshift effect of anatase TiO_2 codoped with nitrogen and first transition elements被引量:2
2014年
The electronic and optical properties, including band structure, density of states (DOS), absorption rate, refractive index, and dielectric function, of anatase TiO2 codoped with N and first transition elements are investigated using the plane wave pseudopotential method based on the density functional theory. The calculation results show that TiO2 codoping with N and first transition elements (Sc, V, Cr, Mn, and Fe) lead to significant reduction of conduction band relative to the Fermi level, reduction of band gap width, formation of new donor, and acceptor impurity levels below the conduction band and above the valence band, and cause some redshifts of optical absorption band edge with the amount of redshift decrease in the following order: N-Fe 〉 N-Cr 〉 N-Mn. Further, the synergistic effect of shallow donor and acceptor levels enhances light excitation for effective separation of electron-hole pairs and enhancement of light absorption ability, thereby increasing the TiO~ photocatalytic properties. This study reveals that the visible-light absorption ability of the codoped anatase TiO2 decreases in the order of N Fe 〉 N Cr 〉 N-Mn 〉 N-Sc 〉 N-V 〉 N, and does not monotonically follow the dopant atomic number. Especially, in N-Cr codoped TiO2, the 4s atomic orbit of Cr is not completely filled, which hybridized with the p electronic orbit most probably acts as photo-generated electron trap centers resulting in higher photocatalytie activity than that of N-Mn codoped TiO2.
辜永红蔡从中冯庆李艳华
关键词:ATOMSLIGHTSCANDIUM
金红石相TiO_2(110)面吸附H_2S分子光学气敏效应的微观机制与特性被引量:8
2014年
光学气敏材料吸附气体分子后导致光学性质发生变化,运用这一原理来检测环境中的气体成分,称为光学气敏效应。采用基于密度泛函理论(DFT)体系下的第一性原理平面波超软赝势方法,研究了光学气敏材料金红石相TiO2(110)表面吸附H2S分子的微观特性,计算了TiO2(110)表面吸附能、电荷密度、态密度和光学性质的变化。结果表明,TiO2最稳定的表面是终止于二配位O原子的(110)面,只有含有氧空位的表面才能稳定吸附H2S,且氧空位比例越高,越有助于H2S吸附于表面;表面吸附H2S以水平吸附方式为主,在氧空位比例达到33%时,吸附能为0.7985eV;吸附的实质是表面氧空位具有氧化性,氧化了H2S分子。在可见光400-760nm范围内,存在氧空位的TiO2(110)表面吸附H2S后都可改善表面的光学性质。氧空位缺陷浓度越高,改善材料对可见光的吸收和反射能力越强,光学气敏响应能力越佳。
朱洪强冯庆岳远霞周晴
关键词:金红石H2S
锐钛矿型TiO_2(101)表面吸附NO_2微观特性的理论研究
2014年
TiO2作为传感器的敏感材料具有灵敏度高、响应时间快、工作温度低等独特优点,故而受到广泛重视。本文通过基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一原理的平面超软赝势方法,运用CASTEP软件包模拟计算了NO2吸附在锐钛矿型TiO2(101)面的吸附距离、吸附能、电子态密度以及光学性质。通过完整锐钛矿型TiO2(101)面和含有1个氧空位缺陷表面对NO2的吸附计算发现,NO2分子在表面吸附时,以O端吸附结构最为稳定;含有1个氧空位的表面对NO2的吸附能大于锐钛矿型TiO2(101)完整表面;吸附过程为放热过程;NO2分子在含有1个氧空位缺陷表面发生吸附时,对可见光低能部分的吸收率较好,可见光范围内的吸收和反射性质发生明显的改变,光学气敏传感器的特性表现显著,以此来探测汽车尾气中NO2气体的含量。研究为锐钛矿型TiO2作为灵敏传感器材料探测汽车尾气有害气体的实验室研制提供理论基础。
杨英冯庆
关键词:TIO_2薄膜气体传感器密度泛函理论
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