小尺寸Mn^(4+) 掺杂氟化物制备方法的研究进展

Mn^(4+)掺杂氟化物荧光材料展现出众多优势,包括无毒、蓝光激发、超窄发射谱带、高发光效率、符合Rec.2020标准的发射波长、无重吸收以及优良的热稳定性。这些特点使其成为下一代Mini/Micro-LED显示技术的理想红光介质材料。然而,要应用于Mini/Micro-LED,需要小尺寸的氟化物。因此,本文从制备方法入手,深入探讨了国内外小尺寸Mn^(4+)掺杂氟化物的研究现状。在此基础上,总结并提出当前小尺寸Mn^(4+)掺杂氟化物面临的关键问题,旨在为研发高效优质的小尺寸Mn^(4+)掺杂氟化物提供参考。

土壤环境氟化物测定中的离子选择电极分析方法

本文使用离子选择电极法测定土壤样品中的氟化物。为提高测定结果的精确性,测定实验中需要使用总离子强度调节缓冲液。选取TISAB1和TISAB2两种常用缓冲液进行对比实验,结果表明TISAB1缓冲液的3次测定结果均在保证值规定范围内,可以更好地满足氟化物测定实验中提高测定精度的需要。金属离子干扰实验表明,在Al^(3+)浓度不超过10 mg/L、Fe^(3+)浓度不超过50 Mg/L、Ca^(2+)浓度不超过100 mg/L的情况下,3种金属离子不会对氟化物测定结果产生干扰。土壤水溶态氟化物的检出限为2.1μg,土壤全态氟化物的检出限为2.2μg,可以满足土壤环境氟化物测定要求。

熔盐减压蒸馏过程中关键金属氟化物的冷凝行为研究

在钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor Nuclear Energy System,TMSR)中,^(233)Pa是232Th-233U转换链中重要的中间核素,前期研究的结果表明减压蒸馏技术可以有效实现载体盐FLiBeZr和^(233)PaF_(5)的分离。然而,在蒸发过程中,部分金属氟化物与^(233)PaF_(5)一同被蒸发,但蒸发出来的氟化物可能会在不同的温度下进行冷凝。本文对含有^(233)PaF_(5)和多种金属氟化物的FLiBeZr熔盐进行减压蒸馏,考察不同温度下^(233)PaF_(5)和关键金属氟化物的冷凝行为。结果表明,^(233)PaF_(5)和95Nb氟化物最佳的冷凝温度均为600~700℃;237U和95Zr氟化物最佳的冷凝温度均为400~500℃。在^(233)PaF_(5)的最佳冷凝温度区域,考察并比较了^(233)PaF_(5)与关键金属氟化物间的最佳冷凝温度下分离因子(βB)与平均分离因子(βA)的差异。实验结果表明:95NbF5的βB与βA无明显差异,但237UF4和95ZrF4的βB较βA提高了2~20倍。通过金属氟化物间βB和βA的对比,表明减压蒸馏分离不同金属氟化物不仅取决于各组分的挥发性,还取决于对冷凝温度的控制。

氟离子选择电极法测定土壤中水溶性氟化物和总氟化物含量

采用氟离子选择电极法测定土壤中水溶性氟化物和总氟化物。结果表明,氟化物含量在5~500μg范围内具有良好的线性关系(>0.999),水溶性氟化物方法检出限为0.5 mg/kg,相对标准偏差(RSD,n=6)为3.8%~6.7%,总氟化物方法检出限为43 mg/kg,相对标准偏差(RSD,n=6)为4.0%~4.2%,满足标准方法的测定要求。有证标准物质RMU044和RMU045测定结果均在标准范围内,水溶性氟化物相对误差为-3.3%~-2.4%,相对标准偏差为4.0%~4.7%,总氟化物相对误差为0.9%~1.3%,相对标准偏差为1.0%~2.2%。实际样品加标回收率试验时,水溶性氟化物平均加标回收率为100%,总氟化物的平均加标回收率为94%,该实验方法重现性好,准确度高,操作简单。

电解铝材料生产中氟化物污染特征及形态

云南省电解铝材料产业近年发展迅猛,其氟化物排放引起的环境污染问题一直备受关注。就某电解铝材料厂为研究对象,对电解铝材料生产各环节固废中氟化物的含量和存在形态进行检测,并对生产过程中原料、产品、固废等进行了统计,结合实际开展了氟化物平衡计算。电解铝材料生产过程中,99.6%的氟化物由固废带出,0.4%的氟化物以有组织烟气、无组织天窗废气逸散的形式进入外环境,可通过增设高效脱硫协同脱氟设施和提高电解槽集气效率等措施,减缓氟化物对环境的污染。经检测分析,固废中氟化物以Na 5 Al 3 F 14、NaAlF 4、Na 3 AlF 6、K 2 SiF 6、CaF 2和AlF 3等难溶或微溶于水的化合物形态存在,土壤中水溶性氟化物含量占总氟化物的比例不足1%,表明氟化物排放和土壤环境污染之间存在一定的关联性。氟化物在土壤中累积效应较为明显,在第一类用地和第二类用地条件下,电解铝厂周围区域表层土壤中氟化物的总危害指数分别为0.794和0.09,周围土壤健康风险评估结果为可接受。

内蒙古高原达里诺尔湖氟化物分布特征及成因

达里诺尔湖位于内蒙古高原,是典型的原生高氟区。为揭示湖泊氟化物的分布特征及成因,采集达里诺尔湖上覆水和表层沉积物,对氟化物的空间分布及其赋存形态进行了详细调查,并探讨了达里诺尔湖氟化物的来源及环境因素对水体氟化物的影响。结果表明:达里诺尔湖水体中氟化物浓度为3.91~4.61 mg/L,平均值为4.41 mg/L,显著高于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类阈值(1.5 mg/L)。表层沉积物中氟化物浓度变化范围为252.69~940.14 mg/kg,平均值为643.07 mg/kg,高值主要分布在湖泊西南部和湖心区。从形态上看,各形态氟含量整体表现为残余态>有机结合态>水溶态>铁锰结合态>可交换态,其中水溶态氟在一定环境条件下易向水体释放,成为达里诺尔湖水体中氟化物的主要内源。稳定度风险评估表明,达里诺尔湖沉积物中氟化物整体处于中等风险水平。达里诺尔湖的高氟水是在地层岩性引起的高自然本底值下,寒旱气候、特殊水化学条件、入湖河流及内流湖蒸发浓缩特征等环境因素的共同影响所致。研究结果可为达里诺尔湖及其他高氟湖泊的生态环境安全评估提供理论支持和科学依据。

氟化物毒性效应与水质基准标准研究进展与展望

氟摄入过低或过高,都会对人体健康产生负面影响,此外,水体中的氟化物含量过高也会对水生生物产生危害。本文综述了氟化物的主要来源与分布,以及氟化物的毒性效应,从保护人体健康和水生生物2个角度分析了国内外氟化物水质基准/标准研究现状,并针对氟化物人体健康效应的双阈值性、氟化物摄入源地区差异性、氟化物水生生物毒性受温度、硬度和氯离子浓度等影响的特征,展望了我国氟化物水质基准研究和标准修订的未来发展方向:(1)深入探讨氟化物保护人体健康的最适区间;(2)将氟化物总摄入量的地区差异性纳入地方性水质标准制定的考虑范畴;(3)加强水质参数(如硬度、温度和氯离子浓度等)修正的氟化物水生生物水质基准研究。

二次铝灰湿法除氟工艺及氟化物的转化行为研究

为了研究湿法除氟因素(液固比、时间、温度、溶液种类、溶液浓度)对二次铝灰湿法处理过程中氟化物浸出效率及底渣氟化物浸出的影响规律,分别采用单因素实验测定湿法浸出前后底渣及其浸出液氟化物含量,同时对二次铝灰原样及湿法处理后的底渣进行XRD、SEM-EDS表征。结果表明,两种浸出介质条件下,以上5种因素均对氟化物浸出效率产生影响,常温湿法浸出条件下,NaOH溶液碱浸去除氟化物效果优于去离子水。去离子水浸出氟化物的最佳工艺参数:液固比(体积质量比,mL/g,下同)为30、水解时间为4 h、水解温度为90℃,此时氟化物浸出率为12.98%。常温条件下NaOH溶液浸出氟化物的最佳工艺参数:液固比为10、NaOH溶液浓度为1.5 mol/L、水解时间为30 min,此时氟化物浸出率为65.85%。XRD表征结果反映出湿法处理后二次铝灰中AlN含量有不同程度的减少,SEM-EDS表征结果反映出湿法处理后底渣中氟化物含量均相应减少,上述研究结果为二次铝灰湿法处理过程中氟化物去除提供科学依据。

六氟化铀及氟化物汽液相平衡数据预测及精馏过程模拟

精馏技术提纯六氟化铀是铀转化工艺的重要环节,该精馏工艺的模拟可为工艺设计及操作优化提供关键支撑。然而,由于六氟化铀及氟化物汽液相平衡数据及物性数据的缺乏,六氟化铀提纯精馏工艺的建模和模拟难以开展。为此,利用COSMOtherm和Turbomole软件,预测UF_(6)与TiF_(4)二元体系汽液相平衡数据。通过预测已知的WF_(6)-UF_(6)二元体系汽液相平衡实验数据以间接验证COSMO-RS模型预测的准确性。利用Aspen Plus软件的物性常数估算系统(property constant estimation system),估算出缺失的无限稀释水溶液Gibbs生成能等物性参数。文献中UF_(6)饱和蒸气压实验数据与模拟值进行对比,相对误差在1.76%以内。根据文献中的实验数据和预测的汽液相平衡数据,利用Aspen Plus软件回归NRTL模型的二元交互作用参数。针对六氟化铀及氟化物的分离,设计直接分离序列和间接分离序列提纯UF_(6)的两种方案。设定UF_(6)产品纯度,以总年度费用(TAC)最小化为目标,采用灵敏度分析对塔板数、进料位置和回流比的关键参数进行优化,结果表明,间接分离序列提纯UF_(6)方案的TAC更低。

基于掺铒氟化物光纤的22.8μm可调谐激光输出

采用高浓度掺杂的掺铒氟化物光纤可以增强铒离子的能量转移上转换过程,从而产生2.8μm波段的中红外激光。铒离子的全波段发射光谱范围覆盖0.5~3.0μm,其发射波长与相应能级之间的跃迁相吻合。对铒离子全波段的激光输出开展了实验研究。由于氟化物掺铒光纤的高掺杂浓度, 2.8μm激光占据主导地位。当泵浦功率为2~4 W时,激光输出在2714~2784 nm范围内可调谐,这是由增益竞争和腔内选择性以及非均匀加宽效应造成的。当泵浦功率增加到3 W以上时,可以观察到激光的谱分裂现象。实验获得了2.8μm波段的高稳定中红外激光,最大输出功率为0.7 W,斜率效率为12%。

Mn^(4+)激活氟化物红色荧光粉的制备与表面改性研究进展

白光发光二极管因其节能、环保、高效等特性,在照明和显示等领域具有广泛的应用。一直以来,获得具有低色温(CCT=2700~4500 K)、高显色指数(CRI,R_(a)>80)、节约成本且适宜人眼的暖白光发光二极管是该领域研究者不懈的追求。其中红色荧光粉在高显色性能荧光粉转换型白光发光二极管器件中发挥重大作用,其研究与开发具有重要意义。概述了近年来Mn^(4+)掺杂氟化物红色荧光粉的研究进展,主要介绍了该类荧光粉材料的常规和绿色制备方法,针对Mn^(4+)掺杂氟化物红色荧光粉耐湿性能较差的特点,对其改性的相关报道进行了总结归纳。最后,对此类荧光粉所面临的问题进行了分析展望。

氟化物磁光晶体的研究进展与应用

光通信技术发展迅速,激光平均功率不断提高,磁光隔离器是保证激光单向传输、维持光学系统稳定高效工作的基础,而磁光介质作为磁光隔离器的核心部件也因此得以快速发展。首先简要介绍了几种磁光材料以及当前广泛应用的石榴石磁光晶体的缺点、法拉第效应的原理和应用,随后系统分析了作为新一代磁光晶体的各类氟化物磁光晶体的优缺点,最后展望了CeF_(3)磁光晶体潜在的应用前景以及未来氟化物磁光晶体的发展趋势。

2021年广东省生活饮用水砷、镉与氟化物健康风险

目的评估广东省生活饮用水中砷、镉、氟化物人群健康风险。方法基于2021年1-12月采集的广东省各监测点生活饮用水水样,采用电感耦合等离子体质谱法测定砷、镉、氟化物浓度。应用美国环境保护局(US EPA)健康风险评估模型,分析3种化学物质对人体的长期与短期经口摄入健康风险。结果2021年广东省共收集生活饮用水监测样品23160份,其中镉的达标率为100%,砷和氟化物的达标率分别为99.91%、99.97%;砷与镉对全人群的致癌风险(carcinogenic risk,CR)分别为2.01×10^(-6)和5.46×10^(-6)。砷、镉、氟化物的全人群非致癌风险用危害商(hazard quotient,HQ)分别为4.47×10^(-3)、1.79×10^(-3)和6.96×10-2;砷的短期暴露对于人群的健康风险处于可接受水平(HQ<1),氟化物可能会对人群造成一定的急性健康损害(HQ>1)。结论2021年广东省生活饮用水砷、镉与氟化物长期健康风险均处于可接受范围内。氟化物短期暴露可能会对人群造成一定的急性健康损害。

中红外掺铒氟化物光纤连续激光器及其数值分析

基于产生3μm中红外激光的Er^(3+)能量转换过程与能级体系,建立了掺铒氟化物光纤激光器的速率方程和传输方程,系统地研究了泵浦结构和光纤长度对输出功率、斜率效率以及腔内泵浦和激光功率分布的影响,为后续的实验提供理论依据。仿真确定了小泵浦功率的光纤激光器理想的光纤长度为4~8 m,最终实验选择4.7 m光纤完成了中红外掺铒氟化物光纤激光器连续激光输出光路的搭建,在泵浦功率为5 W、中心波长为2.797μm处实现了最大功率1.038 W、斜率效率20.4%的连续激光输出。

金属氟化物电极材料的研究进展

从改善导电性、抑制元素流失、稳定晶体结构等三个方面,总结了金属氟化物电极材料的研究进展,分析了其电化学性能改善的原因,展望了未来金属氟化物电极材料的发展方向。

水热法制备Er^(3+)掺杂氟化物材料及其光谱特性研究

荧光材料在无接触测量或防伪领域均有重要应用。本文基于水热法合成了氟化物荧光粉体材料。扫描电镜微观形貌分析和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)图谱表明该材料的基质为KZnF3立方体晶型,晶体颗粒尺寸为50~150 nm。热重分析表明该材料在30~700℃范围内无明显失重,具有良好的热稳定性。Er3+离子掺杂后,材料在896~1040 nm出现较强吸收,吸收峰位于975 nm,该吸收峰对应着所掺杂Er3+离子从4I15/2能级跃迁至4I11/2能级或从4I11/2能级跃迁至4F7/2能级,该双光子跃迁是上转换发射荧光的基本过程。本文所得结果可为进一步提高材料的发光效率和测量精确性提供支持。

离子色谱法和离子选择电极法对氟化氢溶液中的氟化物分析对比

氟化物指含负价氟的有机或无机化合物。与其他卤素类似,氟生成单负阴离子。无机氟化物的例子有氢氟酸(HF)、氟化钠(NaF)等。本文用离子选择电极法和离子色谱法分别分析含氢氟酸(HF)溶液中的氟化物。发现溶液含有氢氟酸(HF)时分析氟化物,分析结果与p H值形成干扰,pH值越低氟化物的结果越高,而采用氢氧化钠将溶液中和成碱性条件和用碳酸钠-碳酸氢钠淋洗液体系稀释样品时,干扰最小。而含氢氟酸(HF)溶液采用离子选择电极法分析时溶液pH值偏低,H+偏高,会氟化物的浓度偏高,而溶液p H值调至中性条件时干扰最小,结果最接近真值。

主发射波长大于631 nm的Mn^(4+)激活氟化物荧光粉

利用比目前商用Mn^(4+)激活氟化物红粉主发射波长更长的红粉封装所得白光LED为背光源的液晶显示可以实现更广的显色色域。本文对已报道的主发射波长较长(632~637 nm)的Mn^(4+)激活氟化物红粉进行总结,并对其发射波长如何受被取代离子价态与半径、所形成八面体畸变程度、邻位阳离子的极化力等因素的影响进行了讨论。

牙膏中可溶性/游离氟化物快速定量分析方法研究

有效结合低场核磁共振技术(LF-NMR)和高场固体核磁共振技术(SS-NMR),系统研究了牙膏中氟化物,建立了牙膏中可溶性/游离氟化物的LF-NMR快速定量分析方法。实验结果表明,LF-NMR 6次平行测试的相对标准偏差RSD均在2%以内,精密度高。实际样品测试中,117款牙膏样品中有110款样品LF-NMR定量分析数据与国标方法氟离子选择电极法测试数据相对偏差在±5%以内;另有7款样品,LF-NMR与国标方法定量数据有较大的差异,结合SS-NMR的氟化物物种及形态分析结果,发现造成差异的主要原因是体系中存在不溶性氟化物物种,影响整个体系的弛豫时间,造成LF-NMR测试结果较国标方法低,但LF-NMR可作为快筛手段及时反映牙膏质量问题。LF-NMR方法前处理简单,牙膏样品无需任何前处理,直接装样测试,整个测试流程5 min左右,是非常快速的定量分析手段,并且,结合SS-NMR技术,进一步明确了LF-NMR定量测试适用体系。

徐州地区地下水氟化物时空分布与健康风险评价

本文通过近10年徐州市62口地下水监测井监测结果分析及健康风险评价,查明了徐州地区地下水氟化物的时空变化特征、非致癌风险指数大小等。研究结果表明:2011—2022年徐州市地下水氟化物含量相对较为稳定(0.05~2.90 mg/L),也存在差异性变化趋势。地下水高氟区主要位于丰县西北部,市区北部存在个别地下水氟化物含量较高点,睢宁县地下水氟化物含量整体相对较高。研究区高氟地下水的形成主要与高氟地质背景值和降水量有关。丰县、睢宁、市区部分区域未成年人HQ超标,超标监测点占比依次为4.0%、2.9%、1.4%。三类人群的健康评价显示HQ(未成年人)>HQ(成年女性)>HQ(成年男性),HQ最大值分布总体呈现丰县>睢宁>市区>沛县>新沂>邳州的规律,建议加强徐州地区氟化物非致癌风险预防。