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基于密度泛函理论第一性原理系统研究了BN链掺杂石墨烯纳米带(GNRs)的电学及磁学特性,对锯齿型石墨烯纳米带(ZGNRs)分非磁态(NM)、反铁磁态(AFM)及铁磁性(FM)三种情况分别进行考虑.重点研究了单个BN链掺杂的位置效应.计算发现:BN链掺杂扶手椅型石墨烯纳米带(AGNRs)能使带隙增加,不同位置的掺杂,能使其成为带隙丰富的半导体.BN链掺杂非磁态ZGNR的不同位置,其金属性均降低,并能出现准金属的情况;BN链掺杂反铁磁态ZGNR,能使其从半导体变为金属或半金属(half-metal),这取决于掺杂的位置;BN链掺杂铁磁态ZGNR,其金属性保持不变,与掺杂位置无关.这些结果表明:BN链掺杂能有效调控石墨烯纳米带的电子结构,并形成丰富的电学及磁学特性,这对于发展各种类型的石墨烯基纳米电子器件有重要意义.
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粉体应用
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以Zn(NO3)2·6H2O为锌源,尿素为沉淀剂,氧化石墨烯(GO)为碳源,采用均匀沉淀法合成碱式碳酸锌与氧化石墨烯复合材料前驱体,350℃下焙烧前驱体2 h,获得ZnO/GO复合材料,在室温下研究了该复合材料对NOx的气敏性能。通过X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对材料的形貌和结构进行表征。结果表明,所得样品为六方ZnO与GO复合材料,ZnO纳米粒子较均匀的覆盖在GO的表面。当硝酸锌溶液浓度为0.3 mol/L时,所合成的复合材料对NOx有较高的灵敏度,且注入NOx体积浓度97 ppm时,灵敏度为27.5%,响应时间1 s,最低检测浓度可达0.97 ppm。 ...
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采用溶液法制备了聚己内酯(PCL)/氧化石墨烯(GO)、PCL/石墨烯(GE)及PCL/接枝石墨烯(gGE)复合材料,采用偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)研究了复合材料的结晶形态、等温结晶动力学及耐热分解性。POM结果表明,GO、GE及gGE的加入能有效地增加PCL的成核密度,使其球晶生长速率增加。DSC结果表明,GO、GE及gGE作为成核剂能有效地加快PCL的结晶速率,当GO和gGE的质量分数为0.2%时,PCL的结晶速率达到最大值。TGA结果表明,PCL的最大失重速率温度为310℃,GO、GE及gGE的质量分数为0.3%时,复合材料的最大失重速率温度分别为320℃、300℃及280℃,GO的加入使PCL的耐热分解性增强,但GE及gGE的加入使PCL的耐热分解性降低。 ...
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