原子非简谐振动对金属基外延石墨烯电导率的影响

考虑到原子的非简谐振动和电子-声子相互作用,建立了金属基外延石墨烯的微观物理模型,用固体物理理论和方法,研究了外延石墨烯电导率随温度的变化规律,以Cu,Ni金属基底外延石墨烯为例,探讨了基底材料和原子的非简谐振动对电导率的影响.结果表明:(1)金属基外延石墨烯的电导率随温度升高而减小,其中,温度较低时时,变化较快,而温度较高时则变化很慢;它的电导率包括声子的贡献和电子的贡献两部分,其中电子的贡献部分很小,且随温度的变化也小,而声子的贡献远大于电子且随温度变化较大.(2)基底材料和原子的非简谐振动对金属基外延石墨烯的电导率有重要的影响:简谐近似下,电导率随温度的变化较小,考虑到非简谐振动,电导率随温度的变化增大.温度愈高,非简谐效应愈显著.理论结果与其他文献的值以及电学理论相近.     

石墨烯蓄热和传热性能热稳定性随温度变化规律研究

考虑到原子振动的非简谐效应,应用固体物理理论,分析了影响石墨烯蓄热和传热稳定性的因素,得到了石墨烯自由能以及蓄热和传热性能的热稳定性温度系数随温度变化的规律,并探讨了原子非简谐振动对它们的影响.结果表明:(1)由于原子振动的非简谐项,石墨烯自由能随温度升高而增大,且温度愈高,非简谐效应愈显著;高于室温时石墨烯的自由能的热稳定性温度系数很小(∝10~(-7)),并随温度升高而缓慢减小;(2)石墨烯不仅蓄热量大、导热性好,并且其蓄热和传热性能热稳定性也很好,在300～1 000 K的温度范围内,蓄热和传热的热稳定性系数在0.020 0～0.001 3之间,且随温度升高而非线性减小;(3)原子非简谐振动对石墨烯的蓄热和传热性能的热稳定性有重要的影响,考虑到非简谐振动后,石墨烯的蓄热和传热热稳定性系数要比简谐近似的值稍大;(4)考虑到非简谐项对自由能等的影响,其结果比只考虑到对德拜温度影响的结果,与实验和其他文献结果更接近.     

CoO的热性能变化规律

考虑到原子非简谐振动,建立物理模型,求出氧化钴(CoO)的原子振动的简谐系数和非简谐系数,应用固体物理理论,得到德拜温度和阻尼系数、特征寿命以及定容比热随温度的变化规律,探讨了原子非简谐振动的影响.结果表明：(1) CoO的德拜温度、阻尼系数和定容比热均随温度升高而增大,而特征寿命却减少,其中,德拜温度、阻尼系数和特征寿命随温度的变化非常缓慢,每升高1 K,德拜温度仅升高0.001%,而阻尼系数仅升高0.000 2%,特征寿命减少约0.000 2%;(2)定容比热随温度升高是非线性增大,其中,温度较低(T<100 K)时,近似遵从T³变化规律;温度较高(T>1 300 K)时,趋于常量;(3)非简谐振动对材料的德拜温度、阻尼系数、特征寿命和定容比热均有重要影响：若不考虑原子的非简谐效应,则CoO的德拜温度、阻尼系数、特征寿命为常量,考虑到原子非简谐振动后,则德拜温度、阻尼系数随温度的升高而增大,而特征寿命随温度的升高却减少,热容量的值比不考虑非简谐效应的值稍有减小.温度愈高,简谐与非简谐的值的差愈大,即非简谐效应愈显著.     

非简谐振动对 Fe1-x CoxSi合金热力学性质的影响

建立Fe1-xCoxSi合金的物理模型,应用热力学和固体物理理论,得到系统的吉布斯函数和自由能以及德拜温度、弹性模量、热容量随温度变化的解析式,探讨了非简谐效应以及杂质浓度对Fe1-xCoxSi合金热力学性质的影响.结果表明:(1)合金Fe1-xCoxSi的德拜温度和弹性模量均随温度升高而减小,但变化非常缓慢,而定压热容量随温度升高而非线性地增大,其中温度较低时,近似遵从T3次方定律;(2)Fe1-xCoxSi的德拜温度、弹性模量、定压热容量以及非简谐项对热容量的影响均随含钴杂质浓度的增加而增大;(3)若不考虑原子的非简谐振动,则合金的德拜温度和弹性模量为常量.在考虑到原子非简谐效应项后,则随温度变化而变化.温度愈高,杂质浓度和非简谐振动对合金热力学性质的影响愈显著.     

类石墨烯材料AlN单层膜德拜温度和热容量随温度的变化

在充分考虑原子非简谐振动的基础上,研究了氮化铝(aluminium nitrite, AIN)单层膜的键能、德拜温度和热容量随温度的变化规律.结果表明,研究相关热学参量时应考虑非简谐效应,温度越高,非简谐效应的影响越明显,第2非简谐效应的影响越显著. AlN单层膜的共价能、共价参量和极性参量均随温度呈非线性变化,在500～1 500 K的温度范围变化较快,高于1 500 K,变化逐步变缓,最终平稳.极低温下,键能随温度升高而线性地增大,高于150 K后,键能随温度升高而非线性地增大,且温度愈高,非简谐效应愈显著.德拜温度随温度升高而线性地增大.温度不太高时,定容比热随温度升高而线性地增大,温度较高时,定容比热随温度的升高逐步变缓.     

Al纳米粒子表面能变化规律研究

在考虑原子作非简谐振动的情况下, 求出了纳米粒子的简谐系数和非简谐系数. 对纳米粒子的表面生成能作了详细的推导, 探讨了形状和原子数、非简谐效应对球形和直角形纳米粒子表面能的影响. 结果表明: 纳米粒子表面生成能与原子数、形状、原子相互作用势有关;表面能随原子数增大而增大, 原子数较小时变化较快, 原子数较大时变化较缓慢;表面能随温度升高而减小;直角形纳米粒子的形状因子f=1时, 表面能有最大值, f＜1时变化较快, f＞1时变化比较缓慢;相同情况下, 球形纳米粒子的表面能比立方形纳米粒子大. 考虑非简谐效应时的表面能要比简谐情况的小.     

A1纳米粒子表面能变化规律研究

在考虑原子作非简谐振动的情况下，求出了纳米粒子的简谐系数和非简谐系数．对纳米粒子的表面生成能作了详细的推导，探讨了形状和原子数、非简谐效应对球形和直角形纳米粒子表面能的影响．结果表明：纳米粒子表面生成能与原子数、形状、原子相互作用势有关；表面能随原子数增大而增大，原子数较小时变化较快，原子数较大时变化较缓慢；表面能随温度升高而减小；直角形纳米粒子的形状因子f=1时，表面能有最大值，f〈1时变化较快，f〉1时变化比较缓慢；相同情况下，球形纳米粒子的表面能比立方形纳米粒子大．考虑非简谐效应时的表面能要比简谐情况的小．     

金属镥的热力学性质研究

依据物质的具体结构,考虑到原子振动的非简谐效应,从微观角度探讨金属镥的热力学性质.利用金属中原子的相互作用势,求出金属镥原子振动的简谐系数和第一、二非简谐系数,应用固体物理理论,导出金属镥的格林乃森常数、德拜温度、杨氏模量、摩尔定压热容量随温度变化的关系式.与已有文献中的计算结果比较,本文计算结果与实验值更接近.     

金属镥的热力学性质研究

依据物质的具体结构,考虑到原子振动的非简谐效应,从微观角度探讨金属镥的热力学性质.利用金属中原子的相互作用势,求出金属镥原子振动的简谐系数和第一、二非简谐系数,应用固体物理理论,导出金属镥的格林乃森常数、德拜温度、杨氏模量、摩尔定压热容量随温度变化的关系式.与已有文献中的计算结果比较,本文计算结果与实验值更接近.     

石墨烯基碱金属原子有效电荷变化规律

应用S.Yu.Davydov提出的石墨烯态密度模型,求出吸附在石墨烯上的碱金属原子的有效电荷数,研究了吸附原子的电子能级、能级移动量、有效电荷数随金属原子元素的变化以及有效电荷数随电子能量的变化规律.结果表明:(1)被吸附的碱金属原子的电子能级和能级移动量随原子序数的变化为非线性,在Li,Na,K,Rb,Se,Fr这6种碱金属原子中,以Na原子的值为最小,其原因在于碱金属原子的电离能以及石墨烯与吸附原子的相互作用能均随原子序数的增大而减小;(2)石墨烯能带电子和吸附原子的局域态电子对有效电荷的贡献以及总有效电荷数,均随原子序数的增加而非线性地减小.其中,能带电子对有效电荷的贡献与电子能量无关,而吸附原子局域态电子的贡献与总有效电荷数和电子能量都有关,且随电子能量的变化有明显的局域特点,最可几电子能量随原子序数的增大而增大.     

四环素在典型土壤中的吸附行为·吸附动力学·热力学特征

[目的]研究四环素在典型土壤中的吸附行为及吸附动力学和热力学特征。[方法]采用平衡振荡法,研究了不同试验条件下3种典型土壤对四环素的吸附效能。[结果]黑土对四环素的吸附能力最高,其对应的饱和吸附量超过85.0 mg/g,黄土次之,而高岭土的吸附效能最低,仅11.6 mg/g。酸性pH条件和较高的土壤有机质含量有利于3种土壤对四环素的吸附,当土壤中有机质去除后整体吸附能力将下降15%。3种土壤对四环素的吸附是一个吸热过程。黑土对四环素吸附过程符合准一级反应动力学方程,而黄土和高岭土对四环素的吸附更符合准二级吸附动力学方程。黄土和高岭土对四环素的吸附满足Langmuir吸附等温式,即认为上述吸附主要归因于单分子层吸附;相对应的常用来表征竞争吸附的Freundlich方程更符合黑土对四环素的吸附。[结论]该研究可为揭示四环素在土壤中的吸附富集机理提供科学依据。     

噻吩磺隆在土壤中的吸附及表面活性剂对吸附的影响

采用批量平衡法研究了噻吩磺隆在3种土壤中的吸附行为,并探讨了阴离子表面活性剂SDS、阳离子表面活性剂CTAB和非离子表面活性剂Tween-80对噻吩磺隆在红壤中吸附的影响。结果表明,噻吩磺隆在3种土壤中的吸附可用Freundlich方程来描述,噻吩磺隆在3种土壤中的吸附常数Kf值在0.2483～6.5819之间,这说明噻吩磺隆在土壤中的吸附性较弱。土壤pH值对噻吩磺隆在土壤中的吸附影响较大,土壤pH值越大,其吸附量越小。表面活性剂的加入可明显地改变红壤对噻吩磺隆的吸附能力,其中SDS和CTAB均能够增加红壤对噻吩磺隆的吸附量,但SDS和CTAB对红壤吸附噻吩磺隆的影响情况不尽相同,红壤对噻吩磺隆吸附量的增加程度会随着SDS添加浓度的升高而减少,而随着CTAB的浓度增加,红壤对噻吩磺隆吸附量的增加程度则会增大;非离子表面活性剂Tween-80则可减少红壤对噻吩磺隆的吸附量,而且当Tween-80的添加浓度在其临界胶束浓度左右时,其减少量最小。     

阿维菌素土壤吸附特性研究

 【目的】研究阿维菌素在土壤中的环境行为。【方法】应用平衡法研究了阿维菌素在5种土壤上的吸附特性。【结果】土壤对阿维菌素具有很强的吸附特性，且随着土壤理化性质的差异，土壤对阿维菌素的吸附性有着明显差异；阿维菌素在土壤中的吸附符合Fruendlich方程，其吸附常数Kaf值与土壤有机质含量和粘粒含量呈显著正相关性；阿维菌素在土壤上的吸附自由能为10.9859～25.1538 kJ•mol-1。【结论】阿维菌素在土壤上的吸附主要是物理吸附；表面活性剂吐温－80对水稻土、菜地土和山地红壤上吸附的阿维菌素具有显明的增溶作用，而对山地黄壤和盐碱土则有着增加土壤对阿维菌素的吸附能力的影响。     

苄嘧磺隆在土壤中的吸附

研究了除草剂苄嘧磺隆在5种土壤中的吸附行为,结果表明,土壤对苄嘧磺隆有很强的吸附作用,且随土壤理化性质的变化呈规律性变化。苄嘧磺隆在土壤中的吸附符合Fruendlich方程,土壤对苄嘧磺隆的吸附能力与土壤pH值呈负相关,与有机质含量和阳离子交换量呈正相关。苄嘧磺隆在土壤中的吸附反应自由能为15.93～18.53 kJ/mol,表明苄嘧磺隆在土壤中的吸附以物理作用为主。     

副溶血弧菌噬菌体的吸附材料选择及其吸附和洗脱作用

[目的]选择副溶血弧菌噬菌体的适宜吸附剂,并研究其吸附和洗脱作用。[方法]比较了滑石粉+硅藻土(3∶1)、活性炭、蒙脱石、玻璃纤维4种吸附剂对副溶血弧菌噬菌体的吸附固定化效果以及洗脱效果。[结果]蒙脱石和玻璃纤维对噬菌体的吸附效果好。通过单因素试验和正交试验研究蒙脱石用量、吸附时间、吸附液p H对噬菌体固定化的影响,结果发现当蒙脱石用量为0.5 g,吸附时间为1 h,吸附液p H为6.0时,吸附效果最佳。[结论]将副溶血弧菌噬菌体制成固定化制剂后分别作用于养殖动物和养殖水体,可以达到对养殖动物进行生物防治和改善水体环境的目的。     

改性花生壳对水中苯酚的吸附热力学与动力学研究

通过甲醛—硫酸混合液改性花生壳对苯酚的吸附试验,研究了改性花生壳吸附苯酚的最佳条件、吸附热力学和动力学特征。采用Langmuir和Freundlich等温线对平衡数据进行了线性拟合,结果表明,改性花生壳对苯酚的吸附平衡符合Freundlich等温方程。在294 K下,吸附焓变△H=-11.41 kJ/mol,自由能△G=-5.09 kJ/mol,熵变△S=-21.50 J/(mol.K),表明该吸附过程为自发进行的放热过程。其动力学行为更好地符合Lagergren准二级动力学模型。     

莠去津在土壤中的吸附行为研究

采用平衡吸附法研究莠去津在2种土壤中的吸附行为,探讨有机质和pH值等因素对莠去津吸附的影响．结果表明,有机质含量与莠去津的吸附量呈正相关,是有机污染物吸附的主要影响因素;pH值与莠去津的吸附量呈负相关,随pH的升高莠去津的吸附量减少．     

除草剂胺苯磺隆在土壤中的吸附

应用批量平衡法研究了除草剂胺苯磺隆在6种土壤中的吸附以及pH对胺苯磺隆在土壤上吸附的影响,探讨了土壤理化性质对胺苯磺隆吸附量的影响。结果表明,土壤类型不同,胺苯磺隆的吸附量也不同,其大小顺序为红壤>潜山水稻土>宣城水稻土>黄褐土>黄潮土>砂姜黑土;胺苯磺隆在土壤中的吸附能很好地满足Freundlich方程,其吸附常数Kf与土壤有机质和粘粒含量呈正相关,与pH值呈负相关;胺苯磺隆在土壤中的吸附自由能为12.12￣14.02 kJ.mol-1,属物理吸附。土壤对农药的吸附是农药环境安全性评价的重要内容之一,该研究可作为评价该除草剂能否造成对环境和地下水污染的一个重要依据。     

土壤对硝基苯的吸附行为

为全面评价硝基苯的环境行为,研究了硝基苯在土壤中的吸附特性。结果表明:土壤对硝基苯的吸附经历了快速吸附、减速吸附和平衡吸附3个阶段,吸附时间在10h以上吸附达到平衡;在2种供试土壤对硝基苯的吸附试验中发现:苏打盐碱土的饱和吸附量约为10000μg.g-1,草甸黑土的饱和吸附量在20000μg.g-1以上,这表明草甸黑土对硝基苯的吸附能力强于苏打盐碱土;对3种有机质质量分数分别为21.37、26.78、29.42g.kg-1的草甸黑土进行吸附试验,采用Langmuir型等温吸附曲线拟和,确定的饱和吸附量的质量分数分别是20143.5、25077.3、31924.7μg.g-1,表明随有机质量的增加,土壤对硝基苯的吸附能力增大,有助于硝基苯活性和毒性的降低。