水热-烧结法制备Cr^(2+):ZnSe/ZnSe核壳结构纳米孪晶

Cr^(2+)掺杂ZnSe纳米晶是一种重要的中红外材料,核壳结构的ZnSe基半导体纳米晶表现出优异的光学、电学与催化性能。纳米晶的缺陷可以影响其性能,如具有孪晶结构的纳米晶拥有更高的强度和硬度。为了提高掺杂纳米晶的综合性能,本工作以可溶性Zn盐为Zn源,以新制NaHSe溶液为Se源,以Cr(AC)_(2)为掺杂源,通过两次水热过程制备了核壳结构Cr^(2+):ZnSe/ZnSe,在氩气保护或高真空下分别于400和800℃烧结获得了室温下化学性质稳定的纳米晶。结构和形貌表征结果显示,纳米晶尺寸主要集中在20~30 nm之间,壳体厚度约为2.6 nm,纳米晶具有层错缺陷,并由此发展成为孪晶。分析可知孪晶面为(111),相邻两晶面夹角为70.02°,误差在±0.5°以内。随着样品结晶度提高,孪晶密度增大,表明释放晶格畸变能为层错和孪晶的形成提供驱动力,孪晶的形核与长大符合位错诱导机制。XPS分析表明,Cr元素以+2价存在于纳米晶中;反射光谱测试结果分析发现,烧结的纳米晶在1775 nm附近存在吸收带,表明所制纳米孪晶具有潜在的中红外发光性能。

Li(Sc,M)Si_(2)O_(6)∶Cr^(3+)(M=Ga^(3+)/Lu^(3+)/Y^(3+)/Gd^(3+))的近红外发光性能

荧光转换型近红外发光二极管(NIR pc-LED)具有体积小、谱带宽、峰位易调谐等优点,是新一代NIR光源发展的前沿,其关键在于研发可被蓝光有效激发的高效率宽带近红外荧光粉。LiScSi_(2)O_(6)∶Cr^(3+)荧光材料的激发波长为460 nm,发射峰位在845 nm,光谱带宽为156 nm,内量子效率为64.4%。基于该体系,本文通过M离子(M=Ga^(3+),Lu^(3+),Y^(3+),Gd^(3+))取代Sc^(3+)的方式对其性能进行调控。结果表明,引入M离子易生成杂相或发生相变,降低了材料的发光性能。本文从晶体结构出发对其调控过程进行了分析。

Cr^(2+):ZnSe中Cr^(2+)的能级分裂及静态Jahn-Teller效应

利用群论基础,对Cr2+:ZnSe晶体中Cr2+(3d4)的d轨道在正四面体晶体场(Td点群)中的能级分裂进行了分析,考虑到静态Jahn-Teller效应,已经分裂的d轨道将进一步分裂。首先利用群论,将Td点群中以五个d轨道为基函数的五维可约表示向不可约表示约化,得到d轨道在正四面体场中的能级分裂;由于Jahn-Teller效应,造成正四面体配位场向四方配位场畸变,使原来的Td点群向D2d点群过渡,造成d轨道进一步分裂,分别以分裂后的d轨道为基函数的可约表示向D2d点群的不可约表示约化,就可以得到进一步分裂后的轨道能级。

Cr^(2+):ZnSe全固态中红外激光器

建立了一种高质量、高效率全固态中红外激光系统,并对激光输出的效率、光束质量等指标进行了测试。首先,以二极管激光器为泵浦源,Tm^(3+):YAP晶体为增益介质,搭建了输出波长为1.97μm的近红外激光器。然后,以Tm^(3+):YAP激光器为泵浦源,自行开发研制的Cr^(2+):ZnSe单晶为增益介质,搭建了全固态中红外激光器。最后,测试了全固态中红外激光器的光束质量及激光器出光效率,并对谐振腔光效率的理论输出值与实际的激光器出光参数进行了对比。实验结果表明:此全固态中红外激光器的光光转换效率为17.2%,斜率效率为20%,在最高输出能量为3 W时的光束质量(M^2)在x和y方向分别为1.7和1.73,光束基本为圆形的高斯光斑。

高温高压制备Cr^(2+):ZnSe单晶及其光学性质

为了得到高质量、大尺寸Cr2+∶Zn Se中红外激光晶体,以适应高功率全固态中红外激光器的发展要求,在高温高压下全石墨腔内运用布里奇曼晶体生长方法,生长出了高质量Ф30×120 mm Cr2+∶Zn Se单晶。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外稳态吸收及荧光光谱等测试方法对晶体的结构及光谱特性进行了表征,并探讨了Cr2+∶Zn Se晶体中Cr2+的能级结构及跃迁机理。结果表明:所生长的Cr2+∶Zn Se单晶结构均匀,性质稳定,1.97μm激发的荧光光谱覆盖1.9~3μm范围,可用于获得2~3μm全固态中红外激光。

HPVB法Fe^(2+):ZnSe激光晶体生长及激光输出特性

本文采用纯度为99.999%的颗粒状ZnSe为基质材料,纯度为99.998%的FeSe粉末为掺杂物,通过HPVB法生长了Fe^(2+):ZnSe晶体,晶体尺寸达Φ50.8 mm×120 mm。采用电感耦合等离子发射光谱仪测试了Fe^(2+):ZnSe晶体样品中铁离子掺杂浓度为3.048×10^(18)cm^(-3)。采用粉末XRD衍射仪测试了Fe^(2+):ZnSe晶体样品的X-射线衍射谱,其衍射谱与基质ZnSe样品衍射谱匹配度达92%。采用UV/VIS/NIR分光光度计和傅里叶红外光谱仪测试了Fe^(2+):ZnSe晶体样品的透过谱图,透过谱在波长3.0μm处出现了明显的Fe^(2+)离子吸收峰。采用2.94μm Er:YAG激光器为泵浦源抽运尺寸为10 mm×10 mm×4 mm的Fe^(2+):ZnSe晶体样品,重复频率为100 Hz时,激光能量输出达12 mJ,输出波长调谐范围3.95~4.15μm。

富硫石墨烯碳负载层状双金属氧化物对Cd^(2+)和Cr^(3+)的去除

采用“前驱体-煅烧”策略制备了一种新型富硫石墨烯碳负载层状双金属氧化物(G/S-LDO),应用于Cd^(2+)和Cr^(3+)吸附。借助不同影响因素(pH、不同浓度、不同反应时间)实验,结合X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM),探究G/S-LDO对Cd^(2+)和Cr^(3+)去除能力及去除机制。结果表明:在pH=3~6范围内,G/S-LDO对Cd^(2+)和Cr^(3+)几乎不受pH影响。G/S-LDO对Cd^(2+)和Cr^(3+)吸附过程均符合Langmuir模型和准二级动力学模型,最大吸附量分别为473.00和99.76 mg·g^(-1)。XRD、FT-IR和SEM分析表明G/S-LDO对Cd^(2+)去除主要依靠与S掺杂石墨烯类碳作用形成亚硫化物,而和Cr^(3+)的去除主要与LDO水化释放的OH-作用生成CrO(OH)沉淀。

Tm-Doped Fibre Laser Pumped Cr^2＋：ZnSe Poly-Crystal Laser

在 Cr2+ 放射激光的 cw 的示范: ZnSe 多晶体被报导。激光由 1.7-mm-thick Cr2+ 组成:Tm 硅石双 clad 纤维激光在 2050nm 抽的 ZnSe 多晶体圆盘。用凹面有是的 500mm 的弯曲的半径的高思考的镜子后面的镜子，激光在 2.367 亩 m 附近交付直到放射的 1030mW。

钠离子电池正极材料Na_(4)Fe_(3-x)Cr_(x)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7)/C@CNT的制备及电化学性能研究

为改善钠离子电池正极材料Na_(4)Fe_(3)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7)的导电性,提高其充放电性能,采用Cr^(3+)掺杂提高正极材料本征导电性,采用包覆碳和复合碳纳米管(CNT)构筑高效导电网络以加快纳米活性物颗粒间的电子传导,制备并探究了Na_(4)Fe_(3-x)Cr_(x)(PO_(4))_(2)P_(2)O_(7)/C@CNT复合材料的结构与电化学性能。结果表明,当Cr^(3+)掺杂量x为0.075、CNT添加质量分数为3%时,所制备材料表现出较小的电荷传递阻抗和优异的高倍率充放电性能。其0.1 C和20 C倍率下的放电比容量分别达到120.64 mAh/g和87.11 mAh/g,10 C倍率下循环500次后容量保持率高达92.37%。

Zero-field splitting parameters and local structures for tetragonal Cr^(2+) centers in Cr^(2+)-doped ZnSe semiconductors

The inter-relation between zero-field splitting （ZFS） parameters and local lattice structures of the （CrSe4）6 clusters in ZnSe semiconductors has been established by using the complete diagonalization （of the energy matrix） method. On the basis of this, the local lattice distortions, the ZFS parameters D, a, F and the optical spectrum for Cr2＋ ions doped into ZnSe are theoretically investigated, and the contributions of the spin singlets have been taken into account. The calculated ZFS parameters are in good agreement with the experimental values. From our calculations, the tetragonal distortion parameters AR = 0.091A and Aθ = 4.28° of Cr2＋ in ZnSe are acquired, and the results suggest that there exists a tetragonal expansion distortion for the local lattice structure of （CrSe4）6- clusters in ZnSe crystals. The influence of the spin singlets on ZFS parameters is also discussed, indicating that the contributions to ZFS parameters a and F cannot be ignored.

钙矾石对Cr^(6+)和Cu^(2+)的固化及稳定性

通过溶液法人工合成钙矾石,分析比较了水化形成过程中钙矾石对Cr6+和Cu2+固化机制及其稳定性。结果表明,Cr6+和Cu2+均可对钙矾石晶格结构产生一定影响,但两者在钙矾石中固化机制并不完全相同。Cr6+挤入钙矾石晶格层间结构,改变了分子对称性,对钙矾石晶体结构有较大影响;而Cu2+对钙矾石晶体结影响较小。在水化液相中重金属离子含量较低时,钙矾石对Cu2+、Cr6+俘获能力较高,且少量Cu2+对钙矾石晶体生长发育促进作用;而重金属离子含量较高时,钙矾石对Cr6+俘获能力明显下降,但对Cu2+的固化能力仍较高。钙矾石对Cu2+固化受环境条件影响较小,同时少量Cu2+在一定程度上有利于稳定碳化条件下钙矾石晶形结构;而钙矾石对Cr6+的固化受外界环境因素影响较大,且碳化、冻融、氯盐侵蚀多因素复合对其固化稳定性有极大影响。

Hg^(2+)、Zn^(2+)、Cr^(6+)对黄姑鱼幼鱼的急性致毒效应

2004年8月,在浙江省舟山市定海区小沙镇浙江华兴海水种苗有限公司以日龄为56 d的黄姑鱼(Nibea albiflora)幼鱼作为实验动物,开展Hg2+、Zn2+、Cr6+对黄姑鱼幼鱼的急性毒性和加和等毒性强度联合毒性试验。结果表明,Hg2+对黄姑鱼幼鱼24 h、48 h、72 h、96 h的半致死质量浓度分别为0.752 3 mg/L、0.661 6 mg/L、0.561 8 mg/L、0.495 9 mg/L;Zn2+对黄姑鱼幼鱼24 h、48 h、72 h、96 h的半致死质量浓度分别为22.990 8 mg/L、18.457 6 mg/L、14.530 6 mg/L、11.583 3 mg/L;Cr6+对黄姑鱼幼鱼24 h、48 h、72 h、96 h的半致死质量浓度分别为18.765 4 mg/L、16.741 5 mg/L、15.452 1 mg/L、13.127 6 mg/L。黄姑鱼幼鱼对Cr6+、Zn2+、Hg2+96 h安全质量浓度分别为1.31 mg/L、1.16 mg/L和0.050 mg/L。各重金属离子毒性由大到小依次为Hg2+、Zn2+、Cr6+。Hg2+-Zn2+、Hg2+-Cr6+对黄姑鱼幼鱼的96 h联合急性毒性表现为协同作用。Zn2+-Cr6+对黄姑鱼幼鱼的96 h联合急性毒性表现为,低毒性强度的Zn2+对Cr6+具拮抗作用,Cr6+毒性强度略高于Zn2+时表现为相互独立作用,当Zn2+毒性强度高于Cr6+时则表现为协同作用。并就Hg2+、Zn2+、Cr6+对黄姑鱼幼鱼的急性致毒效应特征,黄姑鱼幼鱼对Hg2+、Zn2+、Cr6+的安全浓度以及Cr6+-Zn2+、Cr6+-Hg2+与Zn2+-Hg2+对黄姑鱼幼鱼的联合毒性效应机理进行了探讨。

Cd^(2+)和Cr^(6+)对慈姑(Sagittaria sagittifolia L．)的毒害效应

以水生经济植物慈姑(Sagittaria sagittifolia L．)为实验材料,通过模拟水体Cd2+和Cr6+污染环境,研究了两种单一离子处理对慈姑的毒害影响．结果表明:随着水体Cd2+、Cr6+浓度增大,慈姑叶绿素含量与根细胞质膜透性先升高后降低;Cd2+浓度增大,根和叶的POD活性,叶的SOD活性、丙二醛(MDA)含量及根的超氧阴离子(O2+)产生速率均是先升后降;根和叶的CAT活性、根的SOD活性、MDA含量和叶的O2-产生速率则逐渐升高;而Cr6+处理时,MDA含量、根的 SOD、CAT、POD活性均随浓度增大而升高,O2-产生速率和叶的SOD、CAT、POD活性则升高后降低;Cd2+和Cr6+污染都对慈姑产生毒害,其毒害的效应既有相似性又有差异,同浓度条件下根的受害程度比叶严重．

Cr^(3+)掺杂对TiO_2薄膜光催化活性的影响

采用溶胶 凝胶法制备了TiO2 粉末和以釉面瓷砖为载体的TiO2 薄膜,讨论了不同Cr3+ 掺杂浓度对TiO2 光催化活性的影响,并采用UV VIS对其光学性能进行了检测.结果表明,Cr3+ 掺杂和釉面瓷砖的交互作用能够显著提高TiO2 薄膜的光催化活性,最佳掺杂浓度为6 0 4×10 1 7个·cm- 3,且随着TiO2 光催化活性的提高,薄膜的吸收带边发生了明显的红移。

Cr^(6+)、Zn^(2+)、Hg^(2+)对凡纳滨对虾幼虾急性毒性和联合毒性研究

2004 年8 月在浙江华兴海水种苗有限公司以养殖日龄40 d 的凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)幼虾作为实验动物,开展了Hg2+、Zn2+、Cr6+对凡纳滨对虾幼虾的急性毒性和加和等毒性强度联合毒性试验。结果表明,Hg2+对凡纳滨对虾幼虾24、48、72、96 h的半致死质量浓度分别为0. 415、0 .357、0 .264、0 .209 mg/L;Zn2+对凡纳滨对虾幼虾24、48、72、96 h的半致死质量浓度分别为35. 362、22 .709、17 .041和13 .569 mg/L;Cr6+对凡纳滨对虾幼虾24、48、72、96 h的半致死质量浓度分别为40. 892、27. 498、21.635 和13 .573 mg/L。凡纳滨对虾幼虾对Cr6+、Zn2+、Hg2+96 h安全质量浓度分别为0 .136、0 .136 和0 .002 1 mg/L。各重金属离子毒性大小依次为Hg2+ >Zn2+≈Cr6+。Hg2+ Zn2+、Hg2+ Cr6+ 对凡纳滨对虾幼虾的96 h 联合急性毒性表现为协同作用。Zn2+ Cr6+对凡纳滨对虾幼虾的96 h联合急性毒性表现为,低毒性强度的Zn2+ 对Cr6+ 具拮抗作用,低毒性强度的Cr6+则对Zn2+具加和作用,而当Zn2+与Cr6+毒性强度相当时表现为相互独立作用。并就Hg2+、Zn2+、Cr6+对凡纳滨对虾幼虾的急性致毒效应特征,凡纳滨对虾幼虾对Hg2+、Zn2+、Cr6+的安全浓度以及重金属离子间联合毒性效应进行了分析与探讨。

室温脉冲Fe^(2+):ZnSe中红外激光特性研究

处于3~5μm波段的激光源在遥感、环境保护、医疗、通信和红外对抗等民用和军用领域都有广阔的应用前景。Fe^(2+):ZnSe晶体由于在材料特性和光学特性等方面都具有明显优势,是3~5μm波段极具潜力的激光介质之一。在室温条件下利用自制非链式脉冲HF激光器作为泵浦光源,对晶体直径为10 mm,厚度1 mm,Fe^(2+)离子掺杂浓度为3×1019/cm3的Fe^(2+):ZnSe晶体进行了研究,获得了中心波长4 295 nm、最大输出能量78.8 mJ的中红外激光输出。输出激光能量相对于晶体吸收泵浦能量的转换效率为27.7%,斜率效率达28.8%。采用小角度(3°)斜入射的方案很好地解决了Fe^(2+):ZnSe激光器谐振腔镜镀膜问题。

Cr^6＋、Pb^2＋、Cd^2＋胁迫下条斑紫菜保护酶系统的响应

研究了不同Cr6+、Pb2+、Cd2+处理浓度对条斑紫菜(Porphyra yezoensis)超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、总抗氧化力(TAC)等保护酶系统的效应作用。结果表明,SOD、POD、TAC活性均随着处理浓度的增加,表现为先升高、后降低的总体趋势;但可溶性蛋白含量均比对照组高。Cd2+处理浓度为0~10mg/L、Cr6+浓度为0~20mg/L、Pb2+浓度为0~30mg/L时,SOD、POD、TAC应激性升高达最高值,之后迅速降低。相关指数分析显示,POD对Cr6+、Pb2+、Cd2+较SOD敏感。TAC为衡量机体抗氧化系统功能状况的综合性指标,SOD、POD在抗氧化系统适应重金属胁迫中起主要作用。条斑紫菜对重金属污染有较强的耐受性,相比较而言,Cd2+的毒性最高,Pb2+次之,Cr6+最弱。POD、SOD、TAC可以作为条斑紫菜受环境重金属污染胁迫的生化生理指标。

Cr^(3+),Fe^(3+)和Ni^(2+)对不锈钢着色的影响

利用着色电位-时间曲线,研究了着色液中主要杂质离子(Cr3+,Fe3+,Ni2+)浓度对不锈钢着色效果的影响并讨论了着色液老化的主要原因。试验发现:当着色液中Cr3+由0g/L增加到45g/L,Fe3+由0g/L增加到30g/L,Ni2+由0g/L增加到8g/L时,分别使着色起色电位升高约35.0,6.5,7.0mV;着色时间延长约20,10,12min;着色膜光亮度降低约10.0%,1.5%,20.0%。研究表明:着色液中杂质离子浓度的增大对不锈钢着色效果有显著影响,是导致着色液老化的主要原因;其中,ρ(Cr3+)影响最大,ρ(Ni2+)次之,ρ(Fe3+)相对较小;且当ρ(Cr3+)增加到45g/L,或ρ(Fe3+)增加到30g/L,或ρ(Ni2+)增加到8g/L时,着色液均不再适合继续着色。

MoSe2/ZnO/ZnSe复合物用于高效可见光催化还原Cr（Ⅵ）（英文）

半导体光催化还原Cr(VI)为Cr(III)被认为是一种能够解决环境和能源问题的绿色技术.典型光催化剂ZnO和TiO2在还原重金属离子和二氧化碳,降解有机污染物,分解水等领域均已被证明是一种有潜力的光催化剂.但是,它们窄的太阳能吸收范围和快的光生载流子复合限制了其实际应用.因此,探索能够响应可见光的高效光催化剂是非常急切的课题.研究表明,引入窄带半导体构筑异质结复合光催化剂是一种提高ZnO和TiO2可见光催化活性的有效途径.随着二维石墨烯研究的热潮,具有类石墨烯结构的材料,如过渡金属硫化物MX2(M=Mo,W,Nb,Ta,Zr;X=S,Se)以其独特的“三明治夹心”层状结构受到了研究者的高度重视.在这些MX2材料中,MoS2是间接带隙半导体,能带为1.2 eV,并且随着层数的减小,能带增加到1.8 eV,因此,它对可见光具有很好的吸收能力.MoS2具有比表面积大、吸附能力强、反应活性高等优异的物理和化学性能,被广泛应用于光催化、制氢反应、太阳能电池及锂离子电池等领域.类似于MoS2,MoSe2也应该是一种具有潜力的窄带光催化剂.不幸的是,对于MoSe2在光催化还原Cr(VI)中的应用,还鲜有报道.本文基于ZnO,ZnSe和MoSe2构筑复合光催化剂,由于它们存在阶梯型的能级结构,使得此复合物能够展现优异的可见光催化性能,这是一种提高ZnO可见光催化活性的有效方法.扫描电子和高分辨透射电子显微镜结果显示,ZnO和ZnSe纳米颗粒分散在二维MoSe2片周围,形成很好的界面接触,有利于光生电子-空穴对的快速转移和分离,促进光催化反应的进行.紫外可见吸收光谱结果表明,MoSe2/ZnO/ZnSe(ZM)复合物在可见光区域展现了很好的吸收.电化学阻抗谱和光电流响应曲线结果表明,ZM复合物中光生载流子复合被有效抑制,延长了其寿命.光催化还原Cr(VI)的实验结果发现,与纯ZnO相比,ZM复合物展现了优异的光催化活性.在可见光照射180 min后,ZM复合物对Cr(VI)的还原率达到100%.优异的光催化活性归因于其优异的可见光吸收、阶梯型能级结构和光生载流子的有效转移.光催化重复性实验和X射线衍射图结果表明,在光催化反应之后ZM复合物的结构没有发生变化,具有良好的稳定性.本工作可为进一步设计具有理想功能的二维复合光催化剂提供有价值的信息.

改性酒糟对电镀废水中Cr^(6+)、Ni^(2+)的吸附研究

酒糟采用1 mol/L硫酸和2 mol/L盐酸混合溶液(体积比1∶1)室温下改性6 h,冷冻干燥,进行FTIR表征,研究其对电镀废水中Cr^(6+)、Ni^(2+)吸附特性及作用机理。结果表明,经酸改性后酒糟有效官能团数目增多;对于初始浓度20 mg/L的Cr^(6+)、Ni^(2+)的溶液,在Cr^(6+)pH=5.0、Ni^(2+)pH=7.0,改性酒槽投加量30 g/L,在20℃吸附30 min时,改性酒糟吸附Cr^(6+)、Ni^(2+)的效果最好;准二级动力学方程很好的反映吸附过程;Langmuir方程能更好地描述改性酒糟对Cr^(6+)、Ni^(2+)的等温吸附。