Ba(OH)_(2)·8H_(2)O复合相变材料蓄热供热可行性研究

针对传统太阳能供热系统储热水箱体积大、储热密度低、温度不恒定、热量损失大等缺点,开展以Ba(OH)_(2)·8H_(2)O为基体的相变蓄热/供热实验研究。在油封环境下,对Ba(OH)_(2)·8H_(2)O放热过程出现的过冷现象,选取了同晶型成核剂Sr(OH)_(2)·8H_(2)O、非同晶型成核剂Na_(2)B_(4)O_(7)·10H_(2)O;对Ba(OH)_(2)·8H_(2)O的相分层现象,选取增稠剂羧甲基纤维素、增稠剂明胶。实验表明,油封环境下向Ba(OH)_(2)·8H_(2)O中添加质量分数为3%的Na_(2)B_(4)O_(7)·10H_(2)O和质量分数为1%的羧甲基纤维素能够较好改善Ba(OH)_(2)·8H_(2)O的过冷现象和相分层。以该研究为基础,制备97 kg Ba(OH)_(2)·8H_(2)O复合相变材料,搭建相变蓄热/供热实验平台。蓄热实验中,温度曲线呈现明确的三阶段性,蓄热总时长1185 min,相变过程首先从底部开始,并逐步向上蔓延。70℃以下蓄热时长为185 min,温升率高,蓄热量少。70~80℃蓄热时长为965min,温升率低,蓄热量大;80~84℃蓄热时长为35min,温升率高,蓄热量少。供热实验无过冷现象,供热总时长602 min,A、B、C三测点温度平缓下降。散热器供水温度范围为60~74℃,回水温度范围为53~65℃,供回水温度符合实际工程要求。供热实验表明Ba(OH)_(2)·8H_(2)O复合相变材料在应用于蓄热供热时具有较好应用价值。

绿色荧光粉Gd_2Ba_3B_3O_(12):Tb^(3+)的发光性能研究

采用高温固相法制备了一系列Gd2Ba3B3O12:Tb3+绿色荧光粉,借助X射线粉末衍射仪(XRD)、真空紫外光谱和荧光光谱仪(VUV-UV)对样品的物相、发光性能进行了表征。结果表明,Tb3+作为发光中心全部进入到基质Gd2Ba3B3O12的晶格中并占据Gd3+的位置。样品Gd2Ba3B3O12:Tb3+的VUV-UV激发光谱主要由160～200nm和200～250nm的宽峰以及260～280nm和300～320nm的锐利峰组成。宽峰是由于基质吸收和Tb3+的f—d的跃迁形成的,锐利峰是由于Tb3+和Gd3+的f—f特征跃迁形成。样品Gd2Ba3B3O12:Tb3+的最强发射峰位于543nm,对应于Tb3+的5 D4→7 F5跃迁。在172nm激发下,样品Gd1.85Tb0.15Ba3B3O12的发光强度最强,其色坐标为(0.313 6,0.484 3),衰减时间为2.98ms,可作为绿色荧光粉应用于等离子体显示器(PDP)领域。

气相中~2Sr^+,~2Ba^+介入N_2O与H_2反应的理论研究

运用密度泛函理论DFT-UB3LYP方法,对2Sr+、2Ba+采用相对论校正赝势基组SDD,对N、O、H采用6-311+G(2d,p)基组,计算研究了气相中碱土金属离子2Sr+、2Ba+介入N2O(1∑+)和H2(1∑g+)反应的微观机理,优化了二重态势能面上各反应物、中间体和过渡态的构型特征,用频率分析方法和内禀反应坐标方法(IRC)对过渡态进行了验证.运用Kozuch撰写的能量跨度模型(Energetic Span Model,δlE),确定了决定循环反应速率的决速过渡态(TDTS)和决速中间体(TDI),并利用转化频率(Turnover Fre-quency,TOF)评估了催化性能.结果表明:从热力学性质分析2Sr+、2Ba+离子对N2O(1∑+)和H2(1∑g+)反应很好的催化作用,可得到目标产物N2(1∑g+)和H2O(1 A1),却从动力学性质分析主要反应产物为N2、SrOH+(BaOH+)和H,最终动力学因素在反应中起决定性作用,以上结论与实验观测结果相符.

白光LED用K_2Ba(WO_4)_2∶Sm^(3+)红色荧光粉的制备与表征

采用高温固相法合成了一种新型K2Ba(WO4)2∶x Sm3+红色荧光粉。通过XRD、SEM和荧光分光光度计对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。结果表明:该荧光粉具有三方晶系结构,在402 nm处有较强的激发峰,与近紫外LED芯片相匹配。在402 nm激发下,出现了Sm3+的4G5/2→6HJ(J=5/2,7/2,9/2,11/2)的特征跃迁,最强峰位于602 nm处,对应于Sm3+的4G5/2→6H7/2跃迁。Sm3+的最佳掺杂量为x=0.02,且Sm3+之间的临界距离为2.776 nm,浓度猝灭的机理为电偶极-电偶极相互作用。

助熔剂对绿色荧光粉Ba_2SiO_4:Eu^(2+)颗粒形貌及发光性能的影响

采用高温固相法在弱还原气氛下合成了Ba2SiO4∶Eu2+绿色荧光粉,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分光光度计考察了不同助熔剂对Ba2SiO4∶Eu2+荧光粉的结晶度、物相纯度、颗粒形貌和发光强度的影响,并详细讨论了不同助熔剂在荧光粉制备过程中的作用机理。结果表明:不加助熔剂时样品存在BaSi2和SiO2杂相;利用NH4F、Na2CO3或H3BO3作为助熔剂时会抑制BaSi2杂相的形成,而BaF2作助熔剂可以得到纯的斜方晶系。与未加助熔剂合成的荧光粉相比,添加质量分数为2%的BaF2、NH4F或Na2CO3后合成样品的发光强度分别提高了138%,81%和34%;而质量分数为2%的H3BO3作助熔剂时,荧光粉的发光强度反而降低了14%。BaF2作助熔剂合成的荧光粉颗粒形貌接近球形,以NH4F、Na2CO3或H3BO3作助熔剂合成的荧光粉颗粒形貌分别为不规则片状、纺锤体形和不规则多边形大颗粒。

BaO－TiO_2系中Ba_2Ti_9O_（20）相形成的研究

研究了ＢａＯ－ＴｉＯ_２系中Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相的形成规律。结果表明：ＢａＯ－ＴｉＯ_２系中，不加任何添加剂可以合成Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相；在ＢａＯ－ＴｉＯ_２系中Ｂａ：Ｔｉ＝２：９附近存在一个很窄的单相Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）区；烧结阶段Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相的最终合成并不依赖于预烧阶段部分此相的形成；通氧烧结对Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相的形成影响不大，但可以抑制钛的变价。实验还发现，Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）陶瓷化学计量比的偏离将导致微波下介电常数的下降。

新钽酸盐Ba_2LnTi_2Ta_3O_(15)(Ln=Y、La)的结构与介电性能

通过固相反应法合成了四方钨青铜结构新钽酸盐Ba2LaTi2Ta3O15与Ba2YTi2Ta3O15,分别进行了X射线衍射分析与介电性能测试.结果表明,Ba2LaTi2Ta3O15室温时晶胞参数为a=1.24264(5)nm,c=0.39157(2)nm,为四方钨青铜结构顺电相;Ba2YTi2Ta3O15室温时晶胞参数为a=1.23646(4)nm,c=0.38860(2)nm,为四方钨青铜结构铁电相,铁电相与顺电相转变温度为180℃.频率为1MHz时,Ba2LaTi2Ta3O15陶瓷的室温相对介电常数为194,介电损耗也降低至8×10-4.Ba2YTi2Ta3O15陶瓷的室温相对介电常数为107.

Eu^(2+)在Ba_2Ca(BO_3)_2中的发光特性及浓度猝灭(英文)

采用高温固相法,以CaCO3(A.R)、BaCO3(A.R)、H3BO3(A.R)和Eu2O3(99.99%)为原料制备了Ba2Ca(BO3)2∶Eu2+绿色发光材料,测量了材料的晶体结构、发光特性及色坐标等。Ba2Ca(BO3)2∶Eu2+材料的激发光谱覆盖200～500 nm的紫外-可见光区。在400 nm近紫外光激发下,材料的发射光谱为一主峰位于537 nm的非对称宽谱,对应于Eu2+的4f65d1→4f7特征跃迁。研究发现,随Eu2+掺杂浓度的增大,Ba2Ca-(BO3)2∶Eu2+材料的发射强度呈现先增大、后减小的变化趋势,最大发射强度对应的Eu2+掺杂摩尔分数为2%。造成发射强度下降的原因为浓度猝灭,其机理为电偶极-电偶极相互作用。依据晶格常数及实验光谱数据,得出临界距离Rc分别为2.64 nm和2.11 nm。随Eu2+掺杂浓度的增大,Ba2Ca(BO3)2∶Eu2+材料的色坐标变化微小。计算得到Ba2Ca(BO3)2∶2%Eu2+的转换效率约为72%。

水热法合成Ba_2Ti_9O_(20)陶瓷粉

采用水热法合成了Ba2 Ti9O2 0 陶瓷粉 ,研究了水热反应条件对合成产物的影响 .研究表明 ,Ba2 Ti9O2 0 相的形成与前驱物的性质有很大的关系 ,当钛前驱物为TiO2 时 ,难以合成目标相 ,当钛前驱物为TiCl4时 ,能够形成大量的目标相 ,用此粉体制备陶瓷 ,可以不经过预烧就能得到较纯的Ba2 Ti9O2 0 相陶瓷体 ,且烧结温度比传统法要低 1 0

液相混合法合成Ba_2Ti_9O_(20)研究

以ＥＤＴＡ为络合剂，乙二醇为酯化剂，利用液相混合法，合成了单相的Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０利用ＤＴＡ、ＴＧ、ＸＲＤ和Ｒａｍａｎ光谱等技术表征了树脂中间体和由此得到的氧化物粉末．Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０相在１０００℃开始出现，在１１００℃变成主相．在１２００℃可得到单相的ＢａＴｉ9Ｏ20.该方法简单易行，不需要低温条件或保护性气氛，也不需要长时间热处理．

添加氧化物对Ba_2TiSi_2O_8极性玻璃陶瓷析晶性能的影响

采用恒温场晶粒定向晶化工艺制备了Ba2TiSi2O8极性玻璃陶瓷.在组成1.2BaO-1.0TiO2-2.6SiO2的基础玻璃中,分别加入O.2CaO和0.1ZrO2,研究了添加不同的氧化物对Ba2TiSi2O8极性玻璃陶瓷析晶性能的影响.实验结果表明,加入CaO和ZrO2都会影响主晶相的析出过程,特别是加入ZrO2造成玻璃陶瓷中产生BaZrSi3O9第二相.此外,压电性能测试显示,加入0.2CaO有利于BTS晶体的定向析晶;加入ZrO2不利于BTS晶体的定向析晶.

Eu^(3+)和Dy^(3+)共掺单基质Ba_2CaWO_6白色荧光粉的合成与发光性质

通过高温固相法合成了Eu^(3+)和Dy^(3+)共掺杂的单一相Ba_2CaWO_6的荧光粉.通过XRD和扫描电镜分析了Ba_2CaWO_6荧光粉的晶相和形貌结构.Ba_2CaWO_6:Eu^(3+)荧光粉因为5D0-7F1/7F2的能量跃迁发射很强的红光,而Ba_2CaWO_6:Dy^(3+)荧光粉因为4F9/2-6H15/2和4F9/2-6H13/2的能量跃迁分别发蓝光和黄光.Eu^(3+)/Dy^(3+)共掺杂的Ba_2CaWO_6荧光粉发射暖白光.Dy^(3+)到Eu^(3+)的能量传递通过发光光谱强度来研究.通过调控Dy^(3+)和Eu^(3+)的掺杂比例可以对Ba_2CaWO_6:Dy^(3+),Eu^(3+)样品的色坐标进行有效地调节,测试的色坐标表明Ba_2CaWO_6:Eu^(3+)/Dy^(3+)很适合紫外激发的白光LED荧光粉.

水热法制备BaF_2纳米颗粒

采用水热合成法,以BaCl2和KF为反应物,在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作表面活性剂的水-醇体系中制备了结晶良好的BaF2纳米颗粒.考察了PVP用量对纳米颗粒生成的影响.利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和红外光谱(IR)等测试手段对样品进行了表征.结果表明,以PVP为表面活性剂可以完善BaF2的结晶质量,以形成立方结构的BaF2纳米颗粒.

M_2CeO_4(M=Ca,Sr,Ba)的结构与发光特性

Sr_2CeO_4是一种新型的一维结构发光材料,其特殊的结构对其发光特性有决定性的作用。Sr2CeO4体系中可以顺利地进行能量传递,产生较强电荷迁移发光。合成了M2CeO4（M=Ca,Sr,Ba）,发现与Sr2CeO4具有类似结构的Ba2CeO4也可以发光,而结构完全发生了变化的Ca2CeO4则不发光。

非线性光学晶体Ba2B5O9Cl的合成、晶体生长及性能的研究

首次以LiF-H3BO3为助熔剂,用顶部籽晶法,生长出尺寸为12 mm×13 mm×5 mm的Ba2B5O9Cl透明单晶。通过热性能分析证实该晶体为非同成分熔融化合物,属于正交晶系,空间群Pnn2,晶胞参数为a=1.1576(2)nm,b=1.1619(2)nm,c=0.66874(13)nm,V=0.8994(3)nm3,Z=4。该晶体中含有BO3和BO3基团,具有三维网状的晶体结构。Ba2B5O9Cl粉末的非线性光学效应约为KDP的3.5倍,同时还进行了红外、漫反射光谱性能的研究。

溶胶-凝胶法Ba_2TiSi_2O_8铁电薄膜的制备及结构表征

采用溶胶-凝胶工艺在Si(100)衬底上制备了Ba2TiSi2O8(BTS)薄膜。通过XRD衍射、傅立叶红外(FT-IR)、拉曼(Raman)散射光谱和原子力显微镜(AFM)对薄膜的显微结构进行了表征。AFM分析显示，BTS薄膜表面光滑，晶粒尺寸在0．30～0．50μm。薄膜结构分析表明：随着退火温度的增加，BTS薄膜的结晶度增加，薄膜结构变得更加致密。同时，随着退火温度的升高，晶胞尺寸出现了收缩，导致了BTS薄膜的四方比c／a从0．613上升到0．618，将对薄膜的压电性能产生影响。

Ba^2＋离子对Sr2Al2SiO7∶Eu^2＋荧光体微结构及发光性能的影响

采用复合胶体喷雾工艺制备了Ba2+离子掺杂的Sr2-xBaxAl2SiO7∶Eu2+(x=0、0.1、0.2、0.4)荧光体。研究了Ba2+离子在基质Sr2Al2SiO7中的取代位置和机理,分析了Ba2+离子取代Sr2+离子对基质微结构及Sr2Al2SiO7∶Eu2+荧光体发光性能的影响。XRD结果表明Ba2+离子取代Sr2+格位进入Sr2Al2SiO7晶格,导致晶胞体积增大。进入Sr2Al2SiO7晶格的Ba2+离子由于电负性较大,处在其周围的Eu2+离子外层电子受Ba2+离子影响,电子云膨胀,使发光波长发生红移。同时,掺入Ba2+离子后Sr2-xBaxAl2SiO7晶场强度增强,晶体场对Eu2+离子5d能级的劈裂程度增大,劈裂重心下降。Ba2+离子掺杂的Sr2-xBaxAl2SiO7∶Eu2+(x=0、0.1、0.2、0.4)荧光体发射主峰位于520nm,与未掺杂Sr2Al2SiO7∶Eu0.022+荧光体的发射峰相比出现红移。

高频电介质新材料Ba_2Ti_3Nb_4O_(18)陶瓷

采用氧化物固相反应法制备了理论密度达96、8％以上的Ba2Ti3Nb4O18高频电介质陶瓷。XRD和SEM分析表明：该陶瓷为两相混合结构，主晶相为单斜Ba2Ti3Nb4O18相，次晶相为六方Ba2Ti3Nb4O21相。1250℃／2h烧结瓷体Ba2Ti4Nb4O21相的体积分数为5％-8％，1MHz下的介电性能为：εt约为38，tanδ约为1,6×10^-4，ac约为-8．51×10^-6/℃。

掺杂Ba^(2+)改善锌铁氧体/还原氧化石墨烯的吸附性能和磁性能（英文）

以Ba^(2+)、Fe^(3+)、Zn^(2+)和氧化石墨烯(GO)为原料,采用一步溶剂热法制备了Ba^(2+)掺杂的锌铁氧体/还原氧化石墨烯(Ba^(2+)-ZF/rGO)磁性吸附剂材料。在反应过程中,实现了Ba^(2+)掺杂锌铁氧体(Ba^(2+)-ZF)的合成、GO的还原以及两相的复合等过程的同步进行,一步合成了Ba^(2+)-ZF/rGO复合材料。实验结果表明,无机粒子均匀地分散在还原氧化石墨烯(r GO)基底上,且无团聚现象。Ba^(2+)-ZF/rGO复合材料对染料分子具有优异的吸附性能,且吸附过程符合准二级动力学模型。特别地,Ba^(2+)、Fe^(2+)(来源于Fe^(3+)的还原)的引入极大地改善了复合材料的磁性能,显示出了良好的磁分离性。因此,本实验合成的Ba^(2+)-ZF/rGO复合材料是一种高效且具有良好磁分离性的吸附剂材料。

Ba_2B_2P_2O_(10):Eu^(3+)材料的光谱特性

采用高温固相法合成了Ba2B2P2O10:Eu3+材料,并研究了材料的光谱特性。在400nm近紫外光激发下,材料的发射光谱由4组线状峰组成,峰值分别为600,618,627和660nm,分别对应Eu3+的5D0→7F1,7F2,7F3和7F4跃迁。研究了Eu3+掺杂浓度及电荷补偿剂对材料发射强度的影响,结果显示,随Eu3+掺杂浓度的增大,材料的发射强度增大,并未出现浓度猝灭效应,同时,添加电荷补偿剂可增强材料的发射强度。