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二氧化碳在金属氧化物表面光还原机理的研究进展

来源:大连空压机租赁 作者:超小型大连空压机 时间:2020-06-17 13:31 点击量:

最近,赵进的团队在中国科学技术大学物理研究所和合肥国家微标准材料科学研究中心国际功能材料量子设计中心的指导下,在氧化物剖面的CO2光还原机理研究方面取得了新的进展。

他们运用了团队激发态动力学方法的第一个自力更生和增长原理,揭示了具有氧化物轮廓的CO2分子可以通过暂时捕获电子来激发CO2分子的弯曲和不对称拉伸振动模式,降低CO2 LUMO轨道的能量,从而使CO2分子可以捕获光电子并产生还原性混响。

光电子是在光电效应中受激辐射产生的电子。质量是金属板的电子,这与“光子”的概念相对应。“光子”是今天人们认为的光的质量:光是由光子组成的,就像小球一样。与小球体的唯一区别是光子没有质量,并且具有波和粒子的两种性质(波粒二象性)。

固态二氧化碳的光还原一直是一个具有挑战性的科学问题。这个问题的主要瓶颈在于CO2分子的LUMO轨道能量太高,不能捕获光激发的热电子并产生还原反应。赵进的团队独立开发了第一原理激发态动力学软件合肥-NAMD,用于研究二氧化钛剖面的CO2光还原机理。研究发现,由于CO2分子的LUMO能高于二氧化钛的导带底能,CO2分子很难不加区别地捕获电子,在必要的寿命内,CO2上的电子将衰减回到二氧化钛的导带。

半导体中的电子可以通过接收必要的能量(如光子、外部电场等)来激发。),处于激发态的电子称为热电子。处于激发态的电子可以跃迁到低能级液态空气大连空气压缩机,以光辐射的形式释放能量,这是半导体的发光现象。

当金属氧化物半导体器件沟道中的电场强度超过100千伏/厘米时,电子在两次散射之间获得的能量可能会超过散射中损失的能量,这将使一部分电子的能量明显高于热平衡时的平均动能,成为热电子。高能热电子将严重影响金属氧化物半导体器件和电路的可靠性。

然而,如果CO2被吸附在二氧化钛的氧缺陷位置,其捕获电子的寿命可跨越12飞秒以形成短寿命CO2。-,那么CO2分子的弯曲和不对称拉伸振动模式将被有效激发,并且CO2的LUMO轨道能量可以被降低到二氧化钛导带的底部以下,并且连接大约150 fs的时间。此时,CO2可以在80 fs内有效地捕获导带上的电子,并在随后的30-40 fs内离解形成一氧化碳分子。该工作揭示了光还原过程中CO2振动模式激发的关键性,并从第一性原理竞赛的角度对二氧化钛外CO2分子光还原的激发态动力学进行了清晰的描述。

本发明涉及一种利用超声波促进光还原在水相软模板中制备金纳米粒子的方法,属于金属材料评估中纳米粒子的制备技术领域。发现以聚乙二醇(PEG)和十二烷基硫酸钠(SDS)操纵形成的软团簇为软模板,以氯金酸(HAUCL4)为原料,利用超声波促进光还原,在紫外还原的影响下逐步诱导合成了粒径可调的球形金纳米粒子。在混响过程中,由聚乙二醇和十二烷基硫酸钠组成的软模板起着控制金纳米粒子大小的作用。反应产物高速离心后,沉淀物用水洗涤,得到粒径约为20-80纳米的球形金纳米粒子,并具有窄粒径分布特征。该发现的特点是:产品为纳米标准,粒度分布窄,制备过程污染小,产品易分散,操作简单。

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