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非贵金属氧还原催化剂的研究进展被引量：15: 2017年; 开发可替代铂的非贵金属催化剂是今后燃料电池催化剂的重要发展方向,本文结合课题组研究的工作,总结了近年来非贵金属在氧还原催化方面的研究进展。并着重从材料合成和机理两个方面分析了目前在开发过渡金属氧化物、含过渡金属的氮掺杂碳材料和杂原子掺碳材料中存在的问题,提出了这些非金属催化剂今后的研究重点和努力方向。; 王俊魏子栋; 关键词：氧还原反应非贵金属催化剂过渡金属氧化物

不同氮掺杂石墨烯氧还原反应活性的密度泛函理论研究被引量：15: 2016年; N掺杂石墨烯作为一种具有较高活性和稳定性的氧还原反应(ORR)催化剂,受到人们的广泛关注。然而不同的N掺杂类型对氧还原活性的影响一直存在争议。本文通过密度泛函理论分别对石墨型和吡啶型两种N掺杂石墨烯的ORR活性进行比较研究。能带结构分析表明,石墨氮掺杂石墨烯(GNG)的导电性随掺N量的增加而降低;吡啶氮掺杂石墨烯(PNG)的导电性则随掺N量的增加先提高后降低。当N掺杂浓度达到4.2%(原子分数)时,PNG具有最优导电性。且当N掺杂浓度大于1.4%时,PNG的导电率总是高于GNG。氧还原自由能阶梯曲线发现O_2的质子化是整个氧还原过程的潜在控制步骤。在同等氮掺杂浓度下,O_2的质子化自由能能变在GNG上低于在PNG上,意味着若在同等电子传输能力的情况下,GNG具有比PNG更优异的催化活性。进一步分析发现:当N掺杂浓度在低于2.8%时,GNG和PNG导电性差异小,其催化ORR活性由O_2质子化反应难易程度决定,GNG的催化活性优于PNG;当N掺杂浓度高于2.8%时,氮掺杂石墨烯的电子传输性能(导电性)成为决定催化剂ORR活性的主要因素,因此PNG表现出较GNG更高的活性。; 王俊李莉魏子栋; 关键词：氧还原反应密度泛函理论

应用MATLAB提取纳米模板特征几何参数被引量：3: 2011年; 高质量的模板是制备高质量的纳米功能材料的关键,然而目前很难定量判断纳米模板质量。针对这一问题,采用通用软件MATLAB编程,分析纳米模板的形貌照片,快速、定量地提取模板孔隙率、孔洞等效直径、孔洞直径方差等模板的特征尺寸参数;特别地,通过二维傅里叶变换和一维傅里叶变换相结合的方法,定量获取模板孔洞排列方式及排列规则性特征角度参数。在以标准图像验证算法及程序准确性、可靠性的基础上,对阳极氧化铝纳米模板的扫描电子显微镜图像实例进行分析,展示了算法及程序在判别模板质量方面的有效应用,可为优化模板制备工艺或进一步制备功能纳米材料奠定基础。; 雷惊雷巫生茂李凌杰王俊潘复生; 关键词：图像处理特征提取 MATLAB 傅里叶变换

不同氮掺杂石墨烯氧还原反应活性的密度泛函理论研究: N掺杂石墨烯作为一种具有较高活性和稳定性的氧还原反应(ORR)催化剂,受到人们的广泛关注.然而不同的N掺杂类型对氧还原活性的影响一直存在争议.本文通过密度泛函理论分别对石墨型和吡啶型两种N掺杂石墨烯的ORR活性进行比较研...; 王俊李莉魏子栋; 关键词：氧还原反应密度泛函理论

尖晶石结构反转提高氧还原催化活性的密度泛函研究被引量：3: 2017年; 基于实验发现尖晶石型催化剂晶体结构的反转会使其对氧还原反应(ORR)的催化活性显著提高,本文通过密度泛函理论(DFT)计算方法探究了尖晶石(Co_3O_4)-反尖晶石(Co_2FeO_4)-尖晶石(CoFe_2O_4、Fe_3O_4)的结构反转对氧还原催化活性提高的本质.计算发现,随着尖晶石结构的反转,反尖晶石带隙收窄,导电性增强;费米能级按"尖晶石(Co_3O_4)>反尖晶石(Co_2FeO_4)>尖晶石(CoFe_2O_4、Fe_3O_4)"的次序依次降低,氧还原第一步电子转移能力逐渐变弱.此外,由于反尖晶石Co_2FeO_4八面体占位,Fe、Co原子间的异化效应使O–O键的活化程度最为显著.氧还原吉布斯自由能表明,若各催化剂电子传输能力相同,则反尖晶石Co_2FeO_4与尖晶石Co_3O_4较尖晶石CoFe_2O_4和Fe_3O_4更利于OH的脱附.综合分析表明,反尖晶石Co_2FeO_4平衡了掺杂前后尖晶石催化剂的导电性、第一步电子转移能力、对O_2的活化和OH的脱附能力,呈现出最优的ORR催化活性.; 杨娜王俊吴光平李莉丁炜齐学强陈四国魏子栋; 关键词：尖晶石氧还原反应密度泛函理论

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王俊