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来源：研之成理收集编辑：马增英
https://doi.org/10.1016/j.surfin.2023.102779在本工作中，我们通过Ca2+对TiO2进行表面改性，以改善TiO2与G之间的电荷转移，从而提高导电性。利用Ca2+对TiO2表面进行修饰，合成的Ca2+/T/G复合材料的最佳电阻率可达0.077 Ω cm，比未改性的T/G低约70%。根据实验结果分析，Ca2+对TiO2表面的修饰影响了其表面电位，使其更有利于与G结合，提高了结合强度。同时，Ca2+与G上的官能团成键，增加额外的电荷转移路径，加速电荷转移。理论计算验证，结合强度的提升和建立额外转移路径可促进电荷转移，从而提高Ca2+/T/G复合材料电导率。随着电子、计算机和能源领域高新技术的发展，对新材料的需求越来越大。其中，新型导电材料的研究与开发受到越来越多的关注。对于新型导电材料，除具有较高的导电性之外，还要求具有良好的机械强度、耐高温和抗氧化性。其中TiO2因其无毒、化学稳定、耐酸碱等特性而成为常用的衬底。然而，TiO2固有导电性较低，因此需要对其进行物理化学改性来提高导电性。制备TiO2基导电材料最常用的方法是包覆法，即在TiO2表面包覆导电网络。但是，制备工艺苛刻，且产生废酸和废碱污染环境。加之，TiO2基导电材料应用范围不断扩大(如钙钛矿太阳能电池、光催化剂、电致变色器件等)，市场需求逐渐增加，因此迫切需要探索制备TiO2基导电材料的新方法。2.通过增加化学键和表面改性，改善了TiO2的界面电荷转移。(b) TiO2和Ca2+/T的O 1s XPS谱图；(a, b) TiO2、Ca2+/T和G的Zeta电位；(c, d) Ca2+/T/G的C 1s和Ca 2p的XPS谱图；(e) G、Ca2+/T和Ca2+/T/G的红外光谱；(a)不同Ca2+含量对Ca2+/T/G电导率的影响；(b)不同Ca2+含量Ca2+/T/G的Nyquist图；(c)不同Ca2+含量Ca2+/T/G的放大高频Nyquist图(d) T/G和Ca2+/T/G的Mott-Schottky图。(a, b) T/G和Ca2+/T/G的能带结构图；(c, d) T/G和Ca2+/T/G的总态密度和分态密度图。本文设计了一种三元导电材料，用Ca2+修饰TiO2表面并与G结合提高TiO2基导电材料。Ca2+修饰的TiO2纳米颗粒为分散在G单层上，界面紧密接触。电导率的提高可以归因于Ca2+/TiO2和G两者之间结合强度的增强，以及形成额外Ca2+与G之间的电荷转移通道。博士，教授，硕士研究生导师。辽宁省化工清洁生产重点实验室主任，辽宁省毛皮绿色制造产业技术创新战略联盟理事长，渤海大学环境研究院副院长，渤海大学环境工程专业带头人。研究兴趣：化工清洁生产工艺，土壤与水污染修复技术、碳中和工艺技术开发及钛基功能材料的制备工艺及应用。在ACS Appl Mater Interfaces，J Hazard Mater，Sep Purif Technol，J CLEAN PROD，Mater. Today Chem，SCI TOTAL ENVIRON等国际著名期刊上以第一/通讯作者发表SCI收录论文42篇(中科院一区论文12篇)，其中高纯钛的制备及纯化机理、狭缝限域选择性吸附铜离子和石墨烯/TiO2界面电子转移机制等研究行业首次报道。主持省部级以上纵向项目24项，横向项目12项，合同金额1044万。以第一发明人获得授权发明专利13项，单项专利转化额度超100万。发布浙江省团体标准7项，企业标准42项，在企业建立“20万标张牛皮革清洁化生产关键技术研究与集成示范”生产线一条，清洁化标准5篇论文被行业权威杂志《中国皮革》专题报道，向行业技术推广。渤海大学环境工程专业教授，硕士研究生导师。研究兴趣：土壤修复技术和固体废物资源化。在J Hazard Mater，J CLEAN PROD，ACS Appl Mater Interfaces，Sep Purif Technol，Mater. Today Chem，J. Alloys Compd等国际著名期刊上以第一/通讯作者发表SCI收录论文15篇，担任《Journal of Alloys and Compounds》，《Journal of Cleaner Production》，《Journal of Polymers and the Environment》等SCI知名期刊审稿人。电子邮箱：yangshuyi@bhu.edu.cn渤海大学化学工艺专业硕士研究生。研究兴趣：导电材料的制备与应用。目前在Journal of Alloys and Compounds, ACS Applied Materials & Interfaces, Surfaces and Interfaces期刊上发表SCI收录论文3篇。https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2468023023001499更多科研作图、软件使用、表征分析、SCI 写作、名师介绍等干货知识请进入后台自主查询。