- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
硫氮共掺杂石墨烯量子点作为荧光猝灭探针用于高灵敏度汞离子检测
摘要： 通过葡萄糖、尿素和硫酸铵在260°C下进行高效的红外辅助热解，合成了硫氮共掺杂石墨烯量子点（SN-GQDs）。这些量子点可作为水溶液中Hg2?离子检测的高选择性探针。该红外技术还可制备氮掺杂石墨烯量子点（N-GQDs），并通过Hg2?离子对两者荧光（FL）猝灭灵敏度进行了对比。在10 ppb至10 ppm的整个浓度范围内，两种GQDs的荧光强度均随Hg2?离子浓度增加而递减。根据Stern-Volmer方程计算，SN-GQDs的灵敏度比N-GQDs高4.23倍。研究提出SN-GQDs检测汞离子的带间能隙结构机制：硫掺杂可与SN-GQDs边缘的酚羟基配位（形成(CxO)?Hg2?），导致光子注入路径中断或减弱，从而引发显著荧光猝灭。本工作证明SN-GQDs具有足够灵敏度，可检测饮用水中汞离子含量是否低于世界卫生组织规定的10 ppb标准。
关键词： 荧光猝灭、氮掺杂、红外辅助加热、石墨烯量子点、硫掺杂、汞检测
更新于2025-11-19 16:56:42
-
间隙氮诱导内建极化电场提升Zn2SnO4N光电极的电化学性能
摘要： 通过一步微波辅助溶剂热法成功制备了高活性Zn2SnO4N光催化剂。氮杂原子通过占据间隙位点引入Zn2SnO4晶格，诱导形成内建极化电场和杂质能级，这有利于促进光生电子-空穴对的分离与迁移。结果表明，所制备的Zn2SnO4N展现出更优的光电化学性能，其对罗丹明B的光降解速率较纯Zn2SnO4提高了3.3倍。在内建电场作用下，杂质能级作为电子跃迁的跳板而非复合中心，从而增强了光催化性能。该发现为理解掺杂改性机制提供了新思路。
关键词： 氮掺杂、Zn2SnO4、内建电场、光催化、杂质能级
更新于2025-11-14 17:04:02
-
通过氮等离子体处理在石墨烯薄膜中实现低损伤氮掺杂：空气污染物的影响
摘要： 通过化学气相沉积法在铜基底上生长的石墨烯薄膜，经微波电磁场维持的低压氮等离子体余辉处理后，X射线光电子能谱与拉曼光谱分析显示：相较于文献报道值（0.5至2.5），该处理在保持前所未有的低损伤程度（D:G=0.35-0.45）的同时，实现了极高比例的等离子体氮原子掺杂（N/C=29%）。研究还对比讨论了铜基底石墨烯与氧化铜基底石墨烯的氮掺杂动力学差异。转移至SiO2/Si衬底后，N/C含量仅降至6%，表明大部分氮原子与石墨烯表面呈弱键合状态。多数氮掺杂现象似乎源于初始吸附于空气暴露的弱键合烃类官能化，或等离子体-表面相互作用产生的碳氮结构。
关键词： X射线光电子能谱、拉曼光谱、石墨烯、下游等离子体处理、氮掺杂
更新于2025-09-23 15:23:52
-
通过加热固态前驱体薄膜在不锈钢上直接图案化生长本征/掺杂垂直石墨烯纳米片用于场发射应用
摘要： 垂直石墨烯纳米片（VGNs）通常由1至数层垂直排列于基底上的石墨烯层构成，在场发射电子源、气体传感器和储能器件等领域具有广阔应用前景。本研究报道了一种简单、绿色、易规?；业统杀镜姆椒ǎ航鲂柙诘缱杓尤嚷屑尤裙烫咸烟呛?或尿素薄层，即可在不锈钢（SS）基底上生长本征及氮掺杂VGNs。值得注意的是，VGNs主要生长在粗糙化区域，这归因于该区域比光滑不锈钢表面具有更多成核与催化位点。同时，通过调节尿素添加量可控制氮掺杂浓度。场发射测试表明，所得氮掺杂VGNs展现出优异的场发射性能——在10 μA cm?2电流密度下开启电场强度较低（约2.6 V μm?1）、场增强因子大（约9428）且稳定性高。
关键词： 绿色合成、氮掺杂、垂直石墨烯纳米片、场电子发射、直接图案化生长
更新于2025-09-23 15:23:52
-
氮掺杂非晶铟镓锌氧薄膜晶体管中的化学键
摘要： 我们利用X射线光电子能谱仪（XPS）研究了氮掺杂非晶铟镓锌氧（a-IGZO:N）薄膜中的化学键。低浓度氮掺杂时，掺杂的氮原子优先与镓阳离子结合形成稳定的Ga-N键；而高浓度氮掺杂时，除Ga-N键外还会形成稳定性较差的In-N和Zn-N键。稳定的Ga-N键及少量缺陷使得氧空位（VO）更难发生变化，从而让采用低掺杂a-IGZO:N沟道层的薄膜晶体管（TFTs）具有更好的稳定性。相反，不稳定的In-N和Zn-N键以及过量缺陷会导致氧空位更易改变，因此高氮掺杂的a-IGZO:N TFTs稳定性较差。
关键词： 非晶铟镓锌氧（a-IGZO）、薄膜晶体管（TFTs）、氮掺杂（N-掺杂）、化学键
更新于2025-09-23 15:22:29
-
合成缺氧氧化铋光催化剂以改善光电化学应用
摘要： 本文报道了氮掺杂对Bi2O3半导体薄膜光电化学(PEC)水氧化行为的影响。采用Bi(NO3)3作为Bi3+离子前驱体、尿素作为氮源通过水热法合成半导体颗粒，随后滴涂成膜并在600℃下退火处理。根据紫外-可见吸收光谱计算，合成的Bi2O3带隙能为3.01 eV，经氮掺杂后降至2.75 eV。通过周期性光照下的线性扫描伏安法测试了材料的水氧化性能，在35 mW/cm2光照条件下，相对于Ag/AgCl电极0.95 V处测得最高光电流为180 μA/cm2。氮掺杂可使光电流提升达50%，且材料的可见光响应性显著改善（通过电化学活性光谱和紫外-可见吸收光谱证实）。通过分光光度法测量罗丹明B染料的脱色情况验证了该半导体颗粒的光催化活性。
关键词： 水热合成、氧空位、氧化铋光催化剂、光电化学水氧化、氮掺杂
更新于2025-09-23 15:22:29
-
激光诱导自氮掺杂多孔石墨烯作为飞摩尔级miRNA检测的电化学生物传感器
摘要： 我们报道了一种基于激光诱导石墨烯的灵敏且低成本的生物传感器，用于飞摩尔级微小RNA（miRNA）检测。结合miRNA提取和磁分离过程，目标miRNA被纯化后使用激光诱导石墨烯传感器进行进一步检测。该激光诱导石墨烯通过在商用聚酰亚胺（PI）上直接激光刻写制备，并通过计算机辅助设计系统图案化作为电化学生物传感的电极。研究发现，PI的激光还原产生了氮掺杂多孔石墨烯，不仅提高了其导电性，还增强了对核酸的敏感性。子痫前期特异性miRNA hsa-miR-486-5p经磁分离纯化后，通过石墨烯-miRNA亲和作用直接吸附于石墨烯电极表面。随后利用[Fe(CN)6]3-/4-氧化还原体系对表面吸附的miRNA进行电化学定量分析。本检测方法可检测低至10 fM的hsa-miR-486-5p miRNA，且具有优异的重现性。由于制备简便、成本低廉且性能优异，本文展示的氮掺杂激光诱导石墨烯生物传感器在生物医学领域miRNA检测应用中展现出巨大潜力。
关键词： 电化学生物传感器、多孔石墨烯、激光诱导石墨烯、氮掺杂、miRNA检测
更新于2025-09-23 15:21:01
-
氮掺杂石墨烯量子点实现卓越的太阳能产氢
摘要： 我们采用自上而下的水热切割法合成了氮掺杂石墨烯量子点（N-GQDs）。通过调节尿素氮源的浓度，可轻松控制氮掺杂量。当氮掺杂进入GQDs后，C-N键引发了可见光吸收，从而为产生光致发光（PL）开辟了新途径。时间分辨PL数据显示，在最佳氮浓度掺杂下，GQDs的载流子寿命得以延长。我们研究了N-GQDs对水分解的光电化学特性，结果表明用2克尿素制备的2N-GQDs产生了最高光电流。在AM 1.5G光照条件下，还测试了2N-GQDs粉末光催化剂产氢的光催化活性，其性能较原始GQDs有显著提升。电化学阻抗谱数据进一步揭示：氮掺杂使电荷动力学和反应动力学显著改善，并提高了载流子浓度。
关键词： 太阳能制氢、充电动力学、水分解、石墨烯量子点、氮掺杂
更新于2025-09-23 15:21:01
-
通过锰掺杂ZnS钝化层及锌卟啉在改性氧化石墨烯/氮掺杂TiO?光阳极上的共敏化提升量子点敏化太阳能电池的功率转换效率
摘要： 通过提升量子点敏化太阳能电池（QDSSCs）的竞争力，使其获得与其他新兴光伏技术相当的能量转换效率至关重要。本研究探究了氧化石墨烯（GO）、氮元素、锰元素及卟啉化合物对TiO?/CdS/ZnS光阳极基QDSSCs性能的影响。首先，在TiO?中添加GO和氮元素对电池效能产生显著影响——这两种材料均能降低复合速率、增大TiO?比表面积与染料负载量，从而提升电池效率。采用氮掺杂GO光电极的QDSSC最高能量转换效率达2.52%。其次，通过5%和10%重量比的Mn2?掺杂ZnS，成功将电池性能从2.52%大幅提升至3.47%，这可能源于Mn2?离子改善了ZnS钝化层，减少了光注入电子在二氧化钛表面与氧化态染料分子或电解质的复合。但15%重量比的Mn2?掺杂则产生相反效果，略微降低了电池性能。最后采用共敏化法向CdS/ZnS体系引入锌卟啉染料，将光吸收范围扩展至近红外区（>700 nm），从而提高短路电流密度（JSC）和电池效率。通过在QDSSC结构中引入环境友好的卟啉化合物，电池效率显著提升至4.62%，较未包覆卟啉的TiO?/CdS/ZnS光电极结果高出40%。
关键词： 氧化石墨烯，氮掺杂，锰掺杂，量子点敏化太阳能电池，共敏化，锌卟啉，功率转换效率
更新于2025-09-23 15:21:01
-
一步法从单一芳香族前驱体合成氮掺杂石墨烯
摘要： 设计了一种含杂原子且具有平面结构的廉价芳香前驱体（1,10-菲啰啉），通过一步化学气相沉积法大规模、连续制备出主要为单层的氮掺杂石墨烯（NG）薄膜。即使在600℃下也能获得NG薄片。结果表明，掺杂氮的含量和类型强烈依赖于生长温度。我们的制备方法提供了一种经济的合成途径，并有望推动石墨烯基材料的实际应用。
关键词： 化学气相沉积、薄膜、石墨烯、氮掺杂
更新于2025-09-23 15:21:01