摘要：金属基金刚石复合材料因其高导热率和低热膨胀系数而备受关注,掺b被广泛应用于改性金刚石表面。因此,有必要深入探究b掺杂对金刚石导热特性的影响。通过第一性原理计算,系统研究了金刚石掺杂b后的多项关键性质,包括电子特性、晶格振动、热力学性能、晶格热导率、声子群速度、声子自由程和声子寿命等。结果显示,当b掺杂浓度为12.5%(如无特别说明,均为原子分数)时,金刚石的热传输特性发生显著改变,最大晶格热导率降至452 W·m^(-1)·K^(-1)。其主要原因是引入b原子后,形成的C-b化合键为弱极性,导致金刚石的晶格振动不协调,晶格振动的简并现象消失,这意味着金刚石晶体的动力学稳定性被破坏。同时,掺杂b导致金刚石内部声子自由程由10^(4)nm降低为10^(2)nm,声子寿命由80 ps缩短为6 ps。本研究揭示了掺杂b原子对金刚石导热特性的影响机制,可为材料设计和应用提供有益的理论指导。

摘要：采用阳极氧化法制得TiO2纳米管（TNTs）、b改性TiO2纳米管（b/TNTs）,再结合湿浸渍法制得Ru改性TiO2纳米管（Ru/TNTs）和b、Ru共改性TiO2纳米管（Ru/b/TNTs）。采用扫描电镜（FE-SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射光谱（UV-VisDRS）以及X射线光电子能谱（XPS）对样品进行表征,以亚甲基蓝（Mb）的光催化降解为目标反应评价其光催化活性。结果表明：b/TNTs及Ru/b/TNTs样品中的b掺入到TiO2晶格中形成b-O-Ti键;Ru/TNTs样品中的Ru以RuO2形式负载于TiO2纳米管表面;Ru/b/TNTs样品中的Ru负载于纳米管表面,大部分以金属Ru0形式存在,少量以RuO2形式存在;在b/TNTs和Ru/TNTs纳米管中,b的掺杂或RuO2的负载使纳米管的光学带隙能减小、光吸收阈值红移,因而光催化活性大幅提高;Ru/b/TNTs纳米管的带隙能亦减小,但表面大量金属Ru0的存在,使TiO2表面形成了新的电子-空穴复合中心,因而光催化活性低于Ru/TNTs或b/TNTs,仅与纯纳米管相当。