二维电极材料锗烯、硅烯、MXenes的密度泛函理论研究

来源 :长春师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lingdianbingdu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于我国能源分布的不均衡、环境污染的日益加剧和现有能源的日渐匮乏,迫切需要一种清洁、高效的储能转换装置。其中双电层超级电容器(EDLCs)备受关注,其竞争优势在于输出功率高、使用寿命长、安全高效等,然而其能量密度低。为了解决能量密度低的问题,设计开发高性能电极材料是问题的关键。双电层电容器中,总界面电容(CT)可以表示为:1/CT=1/CD+1/CQ,总界面电容由量子电容(CQ)和双电层电容(CD)同时影响。但由于研究者对CQ贡献的忽视,导致一些现象没有得到科学性的解释。本文通过引入空位缺陷、吸附、掺杂、共掺杂等方式对三种典型二维材料优化设计,调控电子结构、研究热力学稳定性及储能机理,提高量子电容,从而增强储能效果。本论文的主要工作如下:1.本文深入分析了本征锗烯上吸附金属原子的结构稳定性和量子电容。所有吸附体系都表现准金属性,其中吸附Cu原子的量子电容提升效果较为明显,电容值为77.096μF/cm~2。金属原子可以有效促进电子结构的调节和量子电容的提高。3-B(N、P、S)原子掺杂单空位锗烯中,3-N掺杂具有较高的量子电容值(97.180μF/cm~2)。本文通过研究金属和非金属原子的共掺杂发现层间的相互作用可以提高锗烯的量子电容。2.基于密度泛函理论,系统地研究了拓扑缺陷、单空位缺陷、4种双空位缺陷的电子结构和量子电容。其中结构最稳定的是拓扑缺陷,形成能最低为2.067 eV。对于Ag、Au、Cu、Ti和Mn原子掺杂的TMNx-Si(x=1-3)体系,随着N原子的增加,结构稳定性也逐渐增强。其中Cu N2-o-Si体系的量子电容值高达145.499μF/cm~2,是超级电容器的理想负极材料。量子电容的增加是由于费米能级附近引入了局域态。3.通过比较Ti3C2在三种吸附位点上吸附H、O、F和OH基团的吸附能,确立了中间Ti原子层的上方为最佳吸附位点。对于Li、Na、Mg、Al、K和Ca原子吸附Ti3C2,Al原子表现出了最佳的吸附效果。金属原子和基团共掺杂时,Ca原子吸附Ti3C2F2的量子电容提升效果最为显著,量子电容值高达488.153μF/cm~2,在正电势下具有明显优势,可以作为超级电容器理想的正极材料。
其他文献
我国集体成员资格认定面临着路径的重新选择,即由村民自治转向依法治理。从1998年以来,我国集体组织一直采取少数服从多数的办法,认定外嫁女成员资格,将其纳入村民自治范畴,形成处理集体成员权纠纷的依赖路径。由此,导致外嫁女成员权受损,集体收益分配不公加剧,人口性别结构失衡。依据各地司法部门、地方政府和村集体组织另辟蹊径、积极探索依法认定成员资格的成功经验,建议在全国人大正在酝酿的《农村集体经济组织法》
目的 探讨强脉冲光联合康复新液及甲硝唑凝胶治疗玫瑰痤疮的临床效果。方法 选取2020年1月至2021年4月我院皮肤科接诊的100例玫瑰痤疮患者作为研究对象,按照随机数字表法将其分为对照组和观察组,各50例。对照组给予康复新液及甲硝唑凝胶治疗,观察组在对照组基础上联合强脉冲光治疗。比较两组的治疗效果。结果 观察组的治疗总有效率高于对照组(P<0.05)。治疗后,观察组的红斑及毛细血管扩张评分、皮肤病
为研究菌渣分解复合菌系HM-7对黑木耳菌渣堆肥效果的影响及在堆肥中肥效指标的变化规律。根据《有机肥料行业标准(NY 525—2021)》中要求的指标及方法堆制菌渣。结果表明,黑木耳菌渣+鸡粪+菌渣分解复合菌系HM-7的处理腐熟效果最好,腐熟时间36 d,堆肥呈现均匀疏松的团粒结构,堆肥温度自然下降,臭味消失,不再吸引蚊蝇;该发酵料经检测有机质质量分数为53%,碳氮比为16,pH 7.91,全氮质量
<正> 税务监察工作,是税收工作的一个重要组成部分。国家税务局于1992年6月5~9日在广西召开了全国税务监察工作会议。会议的主要议题是深入贯彻落实邓小平同志的重要谈话和中央政冶局全体会议精神,研究税务监察工作如何为深化改革、扩大开放服务,如何为加强依法治税、保证说收任务的顺利完成服务。
期刊
乡村旅游景观设计是绿色生态发展的重要表现途径,更是实现现代乡村旅游经济发展的主要载体。因此,本文通过对铜梁乡村旅游景观现状的分析,以“两山”理论为指导思想,提出铜梁乡村旅游景观设计策略,对铜梁乡村旅游景观的设计体系进行规划,并提出具体措施,以达到使乡村生态景观与乡村旅游经济相结合的目的,从而带动铜梁旅游经济的发展,打造生态铜梁。
背景 基层医生在高血压患者的健康管理方面起着重要作用。健康评估是高血压筛查、诊断、风险预测的重要手段,通过风险评估可以早期发现高血压患者的靶器官损害,为治疗方案的制定提供依据。目前,国家公共卫生服务规范对高血压健康评估要求明确,并且高血压健康评估在基层医疗卫生机构中也已开展,但鲜少有关于基层医生高血压健康评估能力的报道。目的 了解基层医生自评的高血压健康评估知识-态度-行为(KAP)现状,并分析其
以云桑2号品种枝端的嫩芽及第1~第2片嫩叶为研究对象,参照红茶(初茶)的加工工艺,对桑叶红茶加工过程中的4个重要影响因素进行分析,并以此进行四因素设计L9(34)正交试验。结果显示:桑叶红茶的最优加工工艺,即鲜叶采摘后室内萎凋4 h,中等力度连续揉捻45 min,在发酵初期间断性揉捻15 min,在温度26~28℃、相对湿度90%左右条件下进行自然发酵18 h后,于75℃干燥至含水率6%左右;桑叶
年龄-龄期两性生命表(age-stage, two-sex life table)简称两性生命表,是种群生态学研究与害虫治理中常用的重要理论与分析工具。根据两性生命表理论而设计的方便用户的软件TWOSEX-MSChart近年来被越来越多国内外学者用于昆虫种群研究的数据分析。两性生命表软件的分析功能是由许多的统计技术与计算机模拟方法作为数据分析的支撑,其中自我重复取样(bootstrap)是其重要技
<正>融资担保作为增信方式,是破解小微企业和三农融资难、融资贵问题的重要手段。经过多年探索,浙江省已逐步建立起以政府为主导、市场多元化主体参与的融资担保体系,积累了一定的经验。梳理浙江省融资担保体系建设的典型模式,分析存在的问题和不足,探讨如何进一步完善机制、更好地发挥融资担保对普惠金融的撬动作用,具有重要的现实意义。
期刊
我国现阶段仍以高炉炼铁工艺为主,高炉冶炼过程也是节能减排的主要环节,以H2替代部分碳进行还原是节能减排的有效手段。采用数值模拟的方法对高炉富氢后的运行状态进行研究,得到炉内煤气流场和速度的分布、压力场分布、温度场分布、矿石还原度的分布以及产量的变化;采用高温模拟实验和热力学计算的方法对矿石富氢还原的热动力学特点进行研究,得到H2含量对FeO的还原、煤气利用率、还原耗热、直接还原度、矿石低温还原粉化