1 武汉科技大学耐火材料与冶金省部共建国家重点实验室, 武汉 430081
2 清华大学张家港氢能与先进锂电技术联合研究中心, 北京 100000
在质子交换膜燃料电池(PEMFC)运行过程中, 产生的自由基会攻击质子交换膜, 使其开裂或形成孔洞, 导致电池失效。常见的改性方法是在质子交换膜(PEM)中添加自由基清除剂材料。基于此, 本文合成了Sn掺杂CeO2自由基清除剂, 通过提高Ce3+浓度来增强其在PEMFC中自由基清除性能, 避免PEM厚度迅速减薄, 从而提高质子PEMFC的耐久性。密度泛函理论计算和试验结果表明, Sn掺杂会引起CeO2产生晶格畸变, 降低氧空位形成能, 促进CeO2中Ce3+的形成。同时, Sn2+的加入可将CeO2-Sn样品中的Ce4+还原为Ce3+, 提升Ce3+的浓度, 从而提高PEM的耐久性。单电池测试结果表明, 经70 h的开路电压衰减测试, CeO2-Sn-5%改性后的质子交换膜组装的单电池电压衰减率最低(18%), 且功率保留率(56%)比其他样品更高, 表明该样品具有更优异的耐久性。
Sn掺杂 密度泛函理论计算 氧空位 质子交换膜燃料电池 耐久性 CeO2 CeO2 Sn-doping density functional theory calculation oxygen vacancy PEMFC durability
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室, 上海 200072
Ca3(BO3)2是一种可应用于紫外波段的新型受激Raman散射(SRS)晶体, 但对其SRS活性模式的研究还未深入开展。采用密度泛函理论(DFT)计算方法研究了Ca3(BO3)2晶体的Raman光谱,对晶体的所有Raman活性振动模式进行了指认, 确认了晶体的SRS活性模式起源于BO3-3基团的全对称伸缩振动。CaCO3和Ca(NO3)2晶体的SRS活性模式也起源于平面三角基团 (CO2-3 和NO-3)的全对称伸缩振动,但它们的强度远大于Ca3(BO3)2。电子云密度分析的结果显示: Ca3(BO3)2、 CaCO3、Ca(NO3)2 三种晶体的SRS活性模式的强度与BO3-3、CO2-3、NO-3 三种基团的电子共轭效应正相关。 DFT 计算研究的结果表明:硼原子的同位素效应不影响Ca3(BO3)2晶体SRS活性模式的线宽。泵浦激光沿晶轴aH或cH传播时晶体的Raman 散射截面大致相等。
材料 Raman光谱 受激Raman散射晶体 电子结构 密度泛函理论计算 materials Raman spectrum stimulated Raman scattering crystal electronic structure density functional theory calculation
华南师范大学生物光子学研究院激光生命科学研究所暨激光生命科学教育部重点实验室， 广东 广州 510631
β-苯乙胺（C6H6-CH2-CH2-NH2）是生物体内最简单的一种神经递质分子。应用拉曼光谱实验方法并结合密度泛函理论（DFT）计算对液态中苯乙胺可能存在的构象进行了探讨。根据理论计算结果，对常温下液态苯乙胺拉曼图谱进行了初步归属。对实验所得拉曼图谱与模拟所得各构象的拉曼图谱进行对比，结果表明在常温下6种构象均可能存在于液态苯乙胺中。同时，测量了不同温度下液态苯乙胺的拉曼光谱，结果说明常温下液态苯乙胺反式构象更稳定，这可能是由于液态苯乙胺形成了分子间氢键。
拉曼光谱 构象 密度泛函理论计算 β-苯乙胺 凝聚相
