1 山东师范大学物理与电子科学学院，光场调控及应用中心，山东省光学与光子器件技术重点实验室，山东 济南 250358
2 华东师范大学与山东师范大学光调控科学与光子集成芯片联合研究中心，上海 200241
采用溶液法合成了二维硫铟锌纳米花，并测量了其可饱和吸收参数，其中，饱和强度为675 MW/cm2，调制深度为7.8%。通过搭建1 μm 全固态激光器，获得最大输出功率为240 mW、最大重复频率为629.08 kHz、最小脉冲宽度为388 ns、相应的单脉冲能量为0.38 μJ、峰值功率为0.98 W的脉冲激光。结果表明，由于硫空位的存在，硫铟锌纳米花能够吸收能量低于其带宽的光子，在近红外区域，表现出良好的可饱和吸收特性，且在激光器中，能够获得高重复频率和短脉冲宽度的激光输出。因此，基于硫铟锌纳米材料的可饱和吸收体在调Q脉冲激光器中具有广阔的应用前景。
非线性光学 脉冲激光 可饱和吸收体 二维材料 硫空位 硫铟锌
1 天津津普利环保科技股份有限公司, 天津 300457
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
在港口运输领域, 船舶燃油中硫含量检测一直是海事部门的监管重点。 随着我国港口贸易飞速发展, 一种简单高效的船舶燃油硫含量检测手段对我国海洋环保事业具有重要意义。 现有的检测方法普遍存在时效性差, 应用范围窄等问题, 难以实现船舶尾气的大范围快速遥测。 利用高光谱成像技术实现船舶尾气中CO2和SO2的遥测, 充分发挥高光谱成像技术信息丰富、 检测距离远、 检测范围广等优势, 发展傅里叶变换干涉型高光谱成像技术与高光谱成像三维低秩优化技术, 解决了开放光路下的低浓度检测问题和复杂环境干扰问题, 成功计算出船舶燃油中的硫含量, 为我国船舶燃油中硫含量监测提供有效工具。 研究主要包括: 在天津港东疆码头开展昼、 夜时段固定船舶硫含量检测试验以及随机船舶硫含量检测试验, 采集大量船舶尾气高光谱图像, 建立船舶尾气数据库; 发展针对复杂开放光路气体远距离检测的傅里叶变换干涉型高光谱成像技术, 具有高通量、 高光谱分辨率、 高信噪比等优点, 可以将检测距离扩增至1 200 m, 单次检测用时小于3 s; 设计基于高光谱成像三维低秩优化技术对高光谱数据进行预处理, 以低秩作为约束对高光谱图像进行三维重建, 去除复杂环境对高光谱图像的干扰, 实现高光谱图像信噪比的进一步提升; 利用偏最小二乘法化学计量技术实现SO2和CO2气体浓度的准确解析, 并依据真实大气辐射情况, 建立辐射传输模型, 从而实现对昼、 夜环境下加注高硫油的固定船舶以及随机船舶中的准确识别, 并在高光谱图像中SO2气体浓度过高的部分进行主动标识。 所述技术已在天津港进行了实地应用, 成功检测出Xinchunshun号排放尾气中SO2气体浓度超标, 检测结果与海事部门掌握的数据相符, 验证了基于高光谱成像技术的远程被动测量船舶尾气及燃油中硫含量检测的可行性。
船舶燃油 硫含量检测 远程检测 高光谱成像 Vessel fuel Sulfur content detection Remote sensing Hyperspectral imaging technology 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1697
1 1.武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室, 武汉 430070
2 2.武汉理工大学 纳微结构研究中心, 武汉 430070
锂硫电池(LSBs)因能量密度高、原料储量丰富、环境友好等优点引起了广泛关注。然而, 多硫化物的穿梭效应、反应过程中较大的体积膨胀以及硫较差的电子电导率等缺点极大地限制了其发展。本研究设计了一种SnS2纳米颗粒与ZIF-8衍生的花状二维多孔碳纳米片/硫复合材料(ZCN-SnS2-S), 并研究了其作为锂硫电池正极的电化学性能。其独特的二维花状多孔结构不仅有效缓解了反应过程中的体积膨胀, 而且为Li+和电子的传输提供了快速通道, 杂原子N也促进了对多硫化物的吸附作用。并且负载的极性SnS2纳米颗粒极大地增强了对多硫化物的吸附, 从而使ZCN-SnS2-S复合材料表现出优异的电化学性能。在0.2C(1C=1675 mA·g-1)电流密度下, ZCN-SnS2-S电极循环100次后仍能保持948 mAh·g-1的高可逆比容量, 容量保持率为83.7%。即使在2C的高电流密度下循环300圈, ZCN-SnS2-S电极仍具有546 mAh·g-1的可逆比容量。
锂硫电池 二维多孔氮掺杂碳纳米片 SnS2 多硫化物 穿梭效应 lithium-sulfur battery 2D porous nitrogen-doped carbon nanosheet SnS2 polysulfide shuttle effect
昆明理工大学机电工程学院，云南 昆明 650500
针对As40Se60硫系基底膜层脱膜的问题进行探究，本文利用分子动力学仿真软件建立了以ZnS、ZnSe和Ge三种材料为连接层、As2Se3为基底的仿真模型，分析了仿真模型真空退火后的结构势能、总能量和吸附能的变化。同时通过镀膜实验制备了相同膜厚的ZnS、ZnSe和Ge三类单层膜，并对制备的薄膜进行了附着力测试。仿真与实验结果均显示，ZnS薄膜易发生脱落，而Ge膜和ZnSe膜不易发生脱落，对于容易发生脱膜的ZnS膜，减小膜厚和基底镀膜温度，能够提高ZnS膜与基底的附着力。
材料 硫系基底 分子动力学 吸附能 附着力 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1716002
1 延安大学 化学与化工学院，延安市分析技术与检测重点实验室，陕西 延安 716000
2 中材地质工程勘查研究院有限公司，北京 100102
3 延安大学 医学院，陕西 延安 716000
以葡萄糖为碳源、对苯二胺为氮源，一步水热法合成了新型双发射荧光碳量子点（GP?CQDs），对该GP?CQDs的形貌及光谱特性进行了研究。实验发现，在单一波长λex=300 nm激发下，该GP?CQDs于348 nm和452 nm处有双发射荧光信号。将MnO4-加入GP?CQDs溶液，GP?CQDs于452 nm处的荧光信号完全猝灭，而348 nm处的信号基本不变。于上述猝灭体系中继续加入S2-，其于425 nm处产生新的荧光发射峰，相较于GP?CQDs原452 nm处的荧光信号，发射峰位置发生蓝移，且发射峰强度随S2-的浓度增加线性增强，而348 nm处的信号无增敏现象。根据该现象，以425 nm处的荧光峰为响应信号、348 nm荧光峰为参比信号，可直接构建基于S2-测定的比率荧光传感探针。实验对该探针的构建条件及分析性能进行了优化，当S2-浓度在3.1×10-8 ~ 8.0×10-6 mol/L范围内时，与348 nm和425 nm两处的荧光强度比值（I425/I348）呈现良好的线性关系，检出限为9.41×10-9 mol/L（3σ/k）。对MnO4-及S2-与GP?CQDs的作用机理进行了探讨。该方法简单、快速、灵敏度高，用于环境水样中S2-的测定，结果满意。
硫离子（S2-） 双发射荧光碳量子点 比率荧光传感器 sulfur ion dual-emission carbon quantum dots ratio fluorescence probe
1 中国地质大学 (武汉)材料与化学学院, 武汉 430074
2 中国地质大学(武汉)浙江研究院, 杭州 311305
采用传统的高温固相法合成出了硫元素掺杂的具有 473 nm和 525 nm双发射的 UCr4C4型 RbNa3(Li12Si4O16-ySy):Eu2+窄带蓝光荧光粉, 并在 UCr4C4结构中实现零热猝灭发光性能, 其发光积分强度在 250℃下提升至室温的 107%。Eu2+离子的格位占据分析及缺陷表征揭示了对应的发光调控和零热猝灭机理。采用阳离子取代策略 (Ti4+部分取代 Si4+)成功消除了荧光粉位于 525 nm的肩带峰, 将蓝光色纯度从 61.1%提升至 83.7%, 使 RbNa3(Li12Si3TiO16-ySy):Eu2+荧光粉有望成为应用于液晶显示背光的蓝色发光候选材料, 为 UCr4C4型发光材料零热猝灭性能的实现及色纯度的优化提供了新的设计思路。
UCr4C4结构 硫元素掺杂 窄带蓝光 发光调控 零热猝灭 UCr4C4 structure sulfur element doped narrow-band blue emission luminescence adjustment zero-thermal-quenching
云南师范大学，云南省农村能源工程重点实验室，昆明 650500
为解决硫化过程中Sn元素损失的问题以及减少MoS2的厚度，采用磁控溅射技术，在基于钼的钠钙玻璃衬底上采用双周期溅射的方法，以ZnO/SnO2/Cu的顺序制备了含氧的Cu-Zn-Sn预制层。结果表明：SnO2以及ZnO的使用很好的抑制了Sn元素的损失以及MoS2层的形成，而且在590 ℃的硫化温度下能制备出表面平整、晶粒致密、晶体结构较好的单相Cu2ZnSnS4 (CZTS)吸收层薄膜。最后，制备出结构完整的CZTS薄膜太阳电池，在590 ℃硫化制备的CZTS薄膜太阳电池效率最高，其开路电压为590 mV，短路电流密度为22.09 mA/cm2，填充因子为39.28%，光电转换效率达到5.12%，为今后制备高效CZTS薄膜太阳电池起到了推动作用。
铜锌锡硫 薄膜太阳电池 磁控溅射 二氧化锡靶 硫化工艺 copper-zinc-tin-sulfur thin-film solar cells magnetron sputtering SnO2 target sulfurization process
1 高压科学研究中心，亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，燕山大学，河北 秦皇岛 066004
2 河北省微结构材料物理重点实验室，燕山大学理学院，河北 秦皇岛 066004
电子设备的增多使得吸波材料在**和民用领域具有广泛的应用。当前研究的重点在于制备吸收强、频带宽、质量轻、厚度薄的新型吸波材料。利用高温高压成功合成黑磷(BP)和硫掺杂黑磷(BP-S)晶体，并使用液相剥离的方法制备BP和BP-S纳米片。高频电磁参数测量发现相较于BP，硫元素的掺杂使得BP-S复数介电常数和介电损耗正切值在频率1.0~16.5 GHz情况下明显提高。BP-S在9.6 GHz处最小反射损耗可达到-41.1 dB；当厚度在1.0~2.0 mm范围内变化时，小于-10 dB的反射损耗频率范围为7.0~16.1 GHz。BP-S的最小反射损耗频率点与材料厚度符合λ/4阻抗匹配模型。综上，层状硫掺杂黑磷作为高性能介电损耗吸波材料具有广阔的应用前景。
黑磷 吸波材料 高温 高压 硫掺杂 高频 电磁性能 black phosphorus microwave absorbing material high temperature high pressure sulfur doped high frequency electromagnetic property
目前，有机硫化物因具有容量大、资源丰富和结构可调等优点，已成为锂硫电池中最具发展前景的正极材料，其中，有机硫化物因具有丰富的结构设计、优良的储锂性能和特殊的反应机制而备受关注。基于此，回顾了有机硫化物在锂硫电池中的发展历程，综述了小分子多硫化物、聚多硫化物和硫化聚合物的最新研究进展。同时阐明了它们的结构特性和电化学机理，总结了有机硫化物的电池性能与其结构设计和官能团调节的相互关系与优化策略，并对有机硫化物的发展前景进行了探讨。
锂硫电池 有机硫化物 储锂机制 柔性电极 结构设计 lithium-sulfur battery organic sulfides lithium storage mechanism flexible electrode structural design
1 南昌航空大学材料科学与工程学院，南昌 330063
2 湖南大学物理与微电子科学学院，长沙 410082
针对V2O3作为二次电池负极存在电导率低、稳定性差等问题，提出了采用静电纺丝并结合硫化处理技术制备了硫(S)掺杂的V2O3/C纳米纤维以提高其储能性能，并对其结构特征、化学组成、储能特性进行了系统表征。结果表明：在作为锂离子电池负极时，S掺杂的V2O3/C纳米纤维电极在0.1 A/g的电流密度下经过50个循环具有538 mA·h/g的放电比容量，且在2 A/g的电流密度下在第600个循环的放电比容量仍能维持288 mA·h/g。作为钠离子电池负极，S掺杂的V2O3/C纳米纤维电极在0.1 A/g的电流密度下经过100个循环比容量还具有233 mA·h/g。
三氧化二钒 硫掺杂 静电纺丝 锂离子电池 钠离子电池 vanadium trioxide sulfur doped electrospinning lithium ion battery sodium ion battery
