废水中存在的肼和尿素会对环境造成严重污染。利用电化学氧化技术处理含肼和尿素的废水，既可以有效处理废水，实现氮循环，又能将肼和尿素作为新型燃料，有助于新能源的发展。然而，目前实现肼氧化(HzOR)和尿素氧化(UOR)的电化学技术仍存在挑战。因此，开发低成本、高效且稳定性好的电催化剂是实现这一技术的先决条件。在本文中，我们采用水热-碱刻蚀-磷化的三步方法，制备了一种富含阳离子缺陷的双金属磷化物Ni₂P/CoP₃催化剂(简称Ni₂P/CoP₃-Zn^vac)，并将其应用于肼氧化和尿素氧化。该催化剂由贫磷的Ni₂P和富磷的CoP₃两种不同性质的磷化物组成。CoP₃中富集的磷含有大量的负电荷，有利于吸附带正电荷的中间物种；而Ni₂P中磷含量较少，金属含量高，具有良好的导电性，可以确保快速的反应动力学。通过物理表征和电化学测试，证实了Ni₂P/CoP₃的成功合成和其独特的电子结构。电子顺磁测试(EPR)证明了阳离子空位的存在，大量的阳离子空位缺陷有助于增加活性位点的数量，从而提升催化性能。因此，该催化剂在肼氧化和尿素氧化方面表现出色。仅需−47 mV (HzOR)和1.311 V(UOR)的电位即可产生10 mA∙cm⁻²的电流密度。Tafel斜率分别为54.3 mV∙dec⁻¹ (HzOR)和37.24 mV∙dec⁻¹ (UOR)。Ni₂P/CoP₃-Zn^vac在HzOR和UOR方面的性能远优于单独的Ni₂P和CoP₃，也优于未经碱刻蚀的镍钴磷化物。基于以上的测试结果，我们将Ni₂P/CoP₃-Zn^vac催化剂应用于直接肼燃料电池(DHzFC)和直接尿素-双氧水燃料电池(DUHPFC)的阳极，测试表明DHzFC和DUHPFC的最大功率密度分别为229.01和16.22 mW∙cm⁻²。更为重要的是，DHzFC和DUHPFC能够稳定工作24 h，性能几乎不衰退。此外，Ni₂P/CoP₃-Zn^vac材料还可应用于自制的锌-肼燃料电池，并展示出良好的实际应用潜力。综上所述，本研究通过一系列方法制备了Ni₂P/CoP₃-Zn^vac催化剂，该催化剂在肼氧化和尿素氧化方面具有优异性能。这项工作为设计高效且稳定性好的肼氧化和尿素氧化电催化剂提供了新的思路。

与助催化剂形成异质结，通过调整活性位点的电子结构和电荷输运来提高Ni₂P的电催化活性是一种可行的方法。本文成功构建了一种高效的Cu₃P/Ni₂P异质结催化剂，其中Cu₃P本身仅作为助催化剂，通过调节Ni₂P的电子转移和表面重构来提高电催化活性。结果表明，在10 mA∙cm⁻²的电流密度下，Cu₃P/Ni₂P具有优异的析氧反应(OER)活性，过电位为213 mV。结合实验结果和理论计算可知，Cu₃P助催化剂可以有效调整Ni中心的电子结构，实现电荷重分布，降低反应能垒，从而显著提高OER催化活性。此外，Cu₃P助催化剂诱导的丰富的晶界和晶格畸变促进了表面重构，形成Ni₅O(OH)₉，为OER提供了有效的活性位点。本工作通过引入助催化剂构建了一种新型异质结电催化剂，为优化过渡金属磷化物的电催化性能提供了一条有效途径。

Bi₂Te₃钾离子电池负极存在结构不稳定性和电化学反应动力学缓慢问题。本研究在手风琴状MXene基底上生长棒状Bi₂Te₃，随后利用P掺杂制备了高性能P-Bi₂Te₃/MXene超结构。这种新型负极具有丰富的Te空位和良好的自适应特性，展现出优异的循环稳定性(在0.2 A·g⁻¹电流密度下200次循环后可逆容量为323.1 mAh·g⁻¹)和出色的倍率能力(20 A·g⁻¹时可逆容量为67.1 mAh·g⁻¹)。动力学分析和非原位表征表明，该超结构具有优异的赝电容特性、出色的K⁺离子扩散能力以及可逆的嵌入反应和转化反应机理。

尿素电解对于发展可持续、清洁的能源转化技术，以应对全球能源短缺和环境问题的挑战具有重要意义。因此，设计有效的尿素氧化电催化剂，深入了解中心金属离子的电子环境，对实现高性能的尿素基能量转换技术具有重要意义。在本文中，我们成功合成了分层结构的Ni₂P纳米片@纳米棒，简称P-Ni₂P HNNs，作为能够提高尿素氧化反应效率的高效电催化剂。这一催化剂的设计采用了水解共沉淀-氧化工艺和磷取代法。X射线吸收精细结构谱分析表明，P-Ni₂P HNNs具有较高的尿素氧化电化学活性，其中Niⁿ⁺金属的电子结构能够增强Ni―O―O键的耦合，从而提高了尿素氧化反应的动力学性能。由于Niⁿ⁺金属活性中心以及结构的巧妙设计，P-Ni₂P HNNs表现出卓越的尿素氧化反应活性和稳定性。在10 mA∙cm⁻²时，其过电位低至132 mV，Tafel斜率为33.7 mV∙dec⁻¹，同时在10 mA∙cm⁻²时的稳定性可达6 h。此外，采用P-Ni₂P HNNs-2/NF作为阳极组装成尿素电解电池。该装置在10 mA∙cm⁻²时获得1.411 V的低电位，在1.595 V时可达100 mA∙cm⁻²的高电流密度。本研究提供了一种有效可行的方法，用于设计高效的镍基磷化催化剂，有望推动磷化物在各种能源相关应用方面的进一步研究。

This paper delves into the theoretical mechanisms of the electronic structure and optical properties of aluminum-based semiconductors (AlX, X=N, P, As, Sb) and indium-based semiconductors (InX, X=N, P, As, Sb) as potential materials for optical devices. Band structure calculations reveal that, except for InSb, all other compounds are direct bandgap semiconductors, with AlN exhibiting a bandgap of 3.245 eV. The valence band maximum of these eight compounds primarily stems from the p-orbitals of Al/In and X. In contrast, the conduction band minimum is influenced by all orbitals, with a predominant contribution from the p-orbitals. The static dielectric constant increased with the expansion of the unit cell volume. Compared to AlX and InX with larger X atoms, AlN and InN showed broader absorption spectra in the near-ultraviolet region and higher photoelectric conductance. Regarding mechanical properties, AlN and InN displayed greater shear and bulk modulus than the other compounds. Moreover, among these eight crystal types, a higher modulus was associated with a lower light loss function value, indicating that AlN and InN have superior transmission efficiency and a wider spectral range in optoelectronic material applications.

碲化锰(manganese telluride，MnTe)作为一种新兴的非层状二维材料，因其优异的性质以及在下一代电子和光电子器件中的巨大潜力，而受到研究学者们的广泛关注。然而，目前超薄二维MnTe的可控合成仍然是一个巨大的挑战，这限制了对其基础性质的研究和应用的深入探索。本文采用化学气相沉积方法成功合成了大面积的MnTe纳米片，并探究了其厚度对电学性质和器件应用的影响。通过提高MnTe纳米片的生长温度，样品厚度逐渐增加，晶畴尺寸从10 μm增至125 μm，形貌从三角形逐渐过度到六边形，最终生长成高度对称的圆形。结构表征和二次谐波测试表明，所制备的MnTe纳米片具有高度的结晶质量和优异的二阶非线性光学性质。此外，通过对不同厚度MnTe纳米片的电学输运测试，发现随着厚度从薄到厚，其导电特性从p型半导体逐渐转变为半金属。因此，利用半导体特性的薄层MnTe纳米片构建的光电探测器展现出出色的光响应性能。而将金属特性的厚层MnTe作为MoS₂场效应晶体管的接触电极，显著提高了器件性能，如载流子迁移率可从12.76 cm²∙V⁻¹∙s⁻¹ (Au接触)提升到47.34 cm²∙V⁻¹∙s⁻¹ (MnTe接触)。