Bi^(3+)、Eu^(3+)共掺杂La_(4)GeO_(8)荧光粉的制备及可调发光

为了开发出高效稳定的单一基质白光发射荧光材料,本工作通过高温固相法成功合成了一系列La_(4)GeO_(8)∶Bi^(3+),Eu^(3+)荧光粉样品,并通过X射线衍射、室温光谱、变温光谱等手段研究了实验样品的结构与发光性能。研究发现,Bi^(3+)离子在该结构中占据两种不同的格位(Bi^(3+)(Ⅰ)和Bi^(3+)(Ⅱ)),且在紫外光激发下呈现两个峰值分别在475 nm和620 nm的宽带发射。对于Bi^(3+)、Eu^(3+)共掺样品,由于Bi^(3+)(Ⅰ)与Eu^(3+)之间的竞争吸收、Bi^(3+)(Ⅰ)至Bi^(3+)(Ⅱ)以及Bi^(3+)(Ⅱ)至Eu^(3+)的能量传递作用,可实现蓝色至红色、橙红色至红色的可调发光。特别地,样品La_(4)GeO_(8)∶0.07Bi^(3+),0.06Eu^(3+)在313 nm光激发下可获得CIE值为(0.335,0.319)的优异白色发光。此外,该白光发射材料具有较佳的发光热稳定性,当温度升高至380 K时,发光积分强度仍然为室温的59%,表明其在白光二极管上具有潜在的应用价值。

Si_(3)N_(4)和BN对铕掺杂硼硅酸盐玻璃发光性能的影响

铕离子在自然界中通常以Eu^(3+)存在,然而,铕离子单掺发光材料只有当Eu^(2+)和Eu^(3+)以合适浓度共存时才能实现白光发射。在还原气氛中制备铕掺杂硼硅酸盐玻璃时,很容易使得Eu^(3+)全部还原为Eu^(2+),因而很难获得Eu^(2+)和Eu^(3+)共存的发光材料。在空气氛围的烧成条件下对比研究了还原剂Si_(3)N_(4)和BN对铕掺杂硼硅酸盐玻璃发光性能的影响。结果表明,Si_(3)N_(4)和BN都能够在空气氛围下实现硼硅酸盐玻璃中铕离子的部分还原,且Si_(3)N_(4)的还原能力比BN更强。当Si_(3)N_(4)替代达到5 mol%,铕掺杂硼硅酸盐玻璃样品中Eu^(2+)浓度占优势,其CIE坐标为(x=0.29,y=0.34),表明以Si_(3)N_(4)还原铕掺杂硼硅酸盐玻璃在白光照明用荧光材料领域具有显著的应用潜力。

红色荧光粉CaWO_(4)∶Eu^(3+),Bi^(3+)的制备和光学性能的研究

本文采用高温固相法合成了一系列红色荧光粉CaWO_(4)∶Eu^(3+),Bi^(3+)。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计等手段,对样品的晶体结构、微观形貌、光学性能、能量传递方式、荧光寿命和热稳定性进行了表征。结果表明,当Eu^(3+)和Bi^(3+)的掺杂浓度分别为7%和2%时(摩尔分数),荧光粉红色发光(615 nm)最强,理论计算得到荧光粉的平均颗粒尺寸为50.27 nm,这与电子显微镜观察结果相符合。能量传递方式以电偶极-电四极相互作用为主,对CaWO_(4)∶7%Eu^(3+),yBi^(3+)(y=0~6%)系列荧光粉进行了荧光寿命测量,发现它们荧光寿命基本相同,都在0.56 ms左右。对CaWO_(4)∶7%Eu^(3+),2%Bi^(3+)荧光粉在不同温度下的光谱进行比较,并且计算相应的色度坐标,当温度升高时,色度坐标整体左移,发光强度有所变弱,但整体来说热稳定性较好。较好的热稳定性和明亮红光发射表明该荧光粉可以作为潜在商用红光荧光粉。

Tb^(3+)、Eu^(3+)离子共掺杂的MgAl_(2)O_(4)发光性能研究

采用水热辅助固相法,以Al(NO_(3))_(3)·9H_(2)O和Mg(NO_(3))_(2)·6H_(2)O为原料,尿素为沉淀剂,制备了Tb^(3+)、Eu^(3+)共掺杂镁铝尖晶石荧光粉。用X射线衍射、扫描电子显微镜对所得产物的相结构和形貌予以表征,结合荧光激发、发射光谱和CIE色度图分析了荧光粉的光致发光性能。结果表明:在一定浓度范围内,掺杂Tb3+和Eu^(3+)离子后基质MgAl_(2)O_(4)的晶体结构并未发生改变,而当引入沉淀剂后,获得了具有良好分散性的棒状颗粒,且Tb^(3+)与Eu^(3+)间的浓度变化对样品形貌的影响甚微。在此基础上,以377 nm近紫外光作为激发光源实现了可见光区由粉至红的多色可调谐发射。

基于Sm^(3+)敏化的红色荧光粉Na_(5)Y(MoO_(4))_(4)∶Eu^(3+)发光性能研究

采用高温固相法制备了一系列新型Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4)∶x Eu^(3+)(x=0~0.14)和Na_(5)Y_(0.9)-y(MoO_(4))_(4)∶0.1Eu^(3+),y Sm^(3+)(y=0~0.08)红色荧光粉,并对Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4)∶x Eu^(3+)(x=0~0.14)和Na_(5)Y_(0.9)-y(MoO_(4))_(4)∶0.1Eu^(3+),y Sm^(3+)(y=0~0.08)的物相结构、发光性能、热稳定性、荧光寿命等性能进行了研究。结果表明,在单掺Eu^(3+)的条件下,Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4)∶x Eu^(3+)(x=0~0.14)荧光粉在395nm紫外光激发下,发射出峰值波长在615nm的强红光,其掺杂浓度为x=0.1,样品的发光强度最高。进一步探究Sm^(3+)对Eu^(3+)在Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4)∶x Eu^(3+)(x=0~0.14)中的敏化增强作用。通过研究该样品不同Sm^(3+)掺杂浓度下的荧光发射谱,发现Sm^(3+)敏化增强的最佳掺杂浓度为y=0.04;相较于单掺Eu^(3+)的样品,Sm^(3+)敏化后的样品其发光强度为原来的113.8%。Sm^(3+)敏化后的样品存在能量传递现象,能量传递机制为Eu^(3+)与Sm^(3+)之间的电偶极-电偶极相互作用。温度相关荧光发射谱实验结果表明Na_(5)Y_(0.86)(MoO_(4))_(4)∶0.1Eu^(3+),0.04Sm^(3+)具有较好的热稳定性,在437K时荧光发射强度约为室温时的70%左右,而Na_(5)Y_(0.9)(MoO_(4))_(4)∶0.1Eu^(3+)在437K时的荧光发射强度约为室温时的68%左右。因此,Sm^(3+)敏化的Eu^(3+)掺杂Na_(5)Y(MoO_(4))_(4)荧光粉在白光LED领域中具有较大的应用可能性。

CaMoO_(4):Eu^(3+)荧光材料的合成及其在手印显现中的应用

目的:传统手印显现材料在使用过程中因与客体背景颜色、花纹图案反差较小,导致手印显现的对比度不高。另外,大多数传统粉末的吸附能力较弱,未能充分反映手印的细节特征,导致手印显现的灵敏度不高。方法:采用高温煅烧法制备了CaMoO_(4):Eu^(3+)荧光材料,并通过X射线粉末衍射仪和荧光光谱仪对材料的物相组成及光学性能进行了分析,在此基础上重点考察了材料对不同类型非渗透性客体表面潜在手印的显现性能。结果:在紫外光的激发下,CaMoO_(4):Eu^(3+)荧光材料发射出明亮的红色荧光;CaMoO_(4):Eu^(3+)荧光材料在手印显现过程中,可使显现的手印和客体背景之间产生较大的对比反差,且显现的手印展现出更多的细节特征(1~3级特征清晰可辨)。结论:CaMoO_(4):Eu^(3+)荧光材料在手印显现过程中展现出了较高的对比度和灵敏度,为后续的手印鉴定工作提供了强有力保障,具备潜在的一线公安实战应用前景。

植物补光灯用Sr_(3)LiSbO_(6):Mn^(4+),Eu^(3+)荧光粉的制备及发光性能

目的:探究一种新型植物补光灯用荧光粉的制备与发光性能。方法:采用高温固相法制备红色荧光粉Sr_(3)LiSbO_(6):Mn^(4+),Eu^(3+),分析其XRD、SEM、发光性能、热稳定性、寿命衰减和色度坐标。结果:制得的荧光粉可被305 nm紫外光激发,其中Sr_(3)LiSbO_(6):0.2%Mn^(4+),14%Eu^(3+)具有最佳发光强度,并在698 nm处呈现强的红光荧光辐射。同时探究样品的浓度猝灭效应,将猝灭归因于偶极-偶极(d-d)相互作用。探讨样品的热稳定性,在155℃下的发光强度为室温下的64.5%。同时对样品的荧光寿命和CIE进行系统分析,结果表明利用最佳荧光粉封装的LED呈现强的红光荧光辐射。结论:制得的Sr_(3)LiSbO_(6:)Mn^(4+),Eu^(3+)荧光粉是一种新型LED红色荧光材料。荧光发射谱与植物光敏色素P fr和P r的光谱比对表明,基于该荧光粉封装的LED在植物照明方面具有较好的应用前景。

H3PO4活化法制备互花米草活性炭

利用互花米草茎秆为原料,以H3PO4为活化剂,在不同的活化温度(400℃—700℃)和不同的浸渍比(0.5—3.0)条件下制备活性炭.以高纯氮(N2/77.4K)吸附测定活性炭的比表面积和孔容、孔径分布,以FTIR、零点电荷pHPZC测定活性炭表面官能团的变化,并考察了活化温度及浸渍比对活性炭成品性能的影响.结果表明,浸渍比对活性炭的孔结构属性有着重要的影响,随着浸渍比的增大,活性炭孔径分布变宽,磷酸活化法制备的活性炭主要为中孔分布;较低活化温度有利于活性炭比表面积的增加,浸渍比为1.0,活化温度为400℃时,BET比表面积达到1339.75 m.2g-1,随着活化温度的升高,活化温度为700℃时,BET比表面积降为1100.72 m.2g-1.可以通过控制浸渍比及活化温度来调节活性炭表面化学性质.该活性炭制备方法为互花米草的综合利用找到了新的途径.

基于Li3PO4水热法制备LiFePO4及其改性

以自制Li3PO4为前驱体,在水热条件下与FeSO4.7H2O反应制备得到纯相LiFePO4,并通过碳包覆和Cu2+掺杂对其进行了有效改性,获得了适合高电流密度放电的LiFePO4正极材料。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了物相和形貌表征。实验研究了水热反应温度对产物的形貌及其电化学性能的影响,同时探讨了掺杂Cu2+对材料常温和低温电化学性能的影响。结果表明:在200℃、24h水热条件下制得的产物,经碳包覆后的复合材料LiFePO4/C(LFP200/C),以1C(150mA.g-1)电流放电,放电比容量达140.7mAh.g-1;对材料进行Cu2+掺杂得到的Cu-LFP200/C材料的放电比容量及倍率性能得到进一步提高,常温下1C倍率的放电比容量为150.3mAh.g-1,10C倍率的放电比容量为108.7mAh.g-1,在-30℃条件下的放电比容量依然达到97mAh.g-1。

不同碳源对Li3V2(PO4)3正极材料性能的影响

通过碳热还原法合成掺碳锂离子电池正极材料单斜Li3V2(PO4)3,用XRD、SEM及电化学测试等方法对材料的结构、形貌和电化学性能进行表征和测试,探讨石墨、乙炔黑以及蔗糖3种碳源对材料性能的影响,并分析不同碳源对材料性能影响的原因。结果表明,碳源的选择对产物的结构和电化学性能有很大的影响。以蔗糖为碳源制备的单斜Li3V2(PO4)3正极材料具有粒径小、电荷转移阻抗小等优点,获得了较好的电化学性能,当电压范围为3.0～4.3和3.0～4.8V时,其初始容量分别为127.8和166.2mA·h/g,30次循环后放电比容量分别为124.2和143.3mA·h/g。

水热法一步合成球状AgBr/Ag3PO4复合催化剂及其光催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为Br源,采用水热法一步合成球状AgBr/Ag_3PO_4复合光催化剂,利用XRD、SEM、DRS及PL等对其结构和形貌进行分析,以水中微污染物甲基橙(MO)的降解评价AgBr/Ag_3PO_4复合物可见光催化活性。结果表明:产物是球状的AgBr/Ag_3PO_4复合物,AgBr/Ag_3PO_4复合物较纯相的AgBr或Ag_3PO_4都有更好的可见光催化活性,当Br/P的质量比为1∶10时所得复合物的催化活性最好,0.08g该复合物经过可见光催化降解MO(200mL,8mg/L)溶液10min后降解率达到95.52%,是相同条件下沉淀法产物降解率的1.5倍,循环降解3次后降解率达85.62%。

Ag3PO4/ZnO@碳球三元异质结的合成及可见光催化性能

以片花状的ZnO@碳球(ZnO@C)为前驱物,采用原位沉淀法使Ag3PO4颗粒生长在其表面形成Ag3PO4/ZnO@碳球(Ag3PO4/ZnO@C)三元复合物。利用XRD,SEM,Raman,UV-VisDRS及瞬态光电流响应等技术对合成样品进行表征,并测试其可见光催化性能。结果表明:ZnO@C的引入能够显著提高Ag3PO4的光催化性能,其中5%(质量分数)ZnO@C与Ag3PO4的复合物AP-Z-5光催化效果最佳。在5mg/LFe(NO3)3牺牲剂存在的情况下,AP-Z-5在20min内能完全降解亚甲基蓝,光催化循环4次后仍保持86%的降解能力。AP-Z-5在Cr(VI)与亚甲基蓝混合废水中对亚甲基蓝依然能保持较高的光催化降解能力。

白光LEDs用颜色可调型荧光粉Ca9Al（PO4）7∶Tb3+,Sm3+的发光及能量传递

采用高温固相法制备了一系列Tb^3+、Sm^3+和Tb^3+/Sm^3+掺杂的Ca9Al(PO4)7荧光粉。采用X射线衍射技术、光谱及荧光寿命等手段表征了材料的性能。以Tb^3+的380 nm激发峰作为激发源时,发现Ca 9Al-(PO 4)7∶Tb^3+,Sm^3+的发射光谱中既包含Tb 3+的5D 4-7F 6-3跃迁发射,又含有Sm 3+的4G 5/2-6H 5/2-9/2跃迁发射。当增加Sm 3+的掺杂量时,基于Tb^3+-Sm^3+间的能量传递,有效地增加了Ca9Al(PO 4)7∶Tb^3+,Sm^3+的发射强度,能量传递的机理是电偶极-电偶极相互作用。另外,Ca 9Al(PO4)7∶Tb^3+,Sm^3+的量子效率可以达到50.6%。上述结果表明,Ca9Al(PO4)7∶Tb^3+,Sm^3+材料在紫外-近紫外白光LEDs领域具有一定的潜在应用价值。

动力锂离子电池Li3V2(PO4)3正极材料的研究进展

阐述了Li3V2(PO4)3研究的重要意义,综述了动力锂离子电池Li3V2(PO4)3正极材料的研究现状,重点对Li3V2(PO4)3材料的结构特点、电化学性能、充放电机制、合成方法以及掺杂改性进行了总结和探讨。展望了Li3V2(PO4)3材料的发展趋势,并认为采用Li3V2(PO4)3作为正极材料,是今后高性能动力锂离子电池的发展趋势。

复合纳米棒状Ag3PO4/ZnO材料的光催化性能

以一维棒状ZnO为载体,采用原位生长法制备纳米棒状Ag3PO4/ZnO复合材料。通过XRD、SEM、TEM、XPS和UV-Vis-DRS等测试对纳米棒状Ag3PO4/ZnO复合材料进行了表征,并评价了样品在可见光下的光催化性能。结果显示,ZnO几乎无可见光活性,通过水热法制备的ZnO形貌发生了改变,为比表面积的增加做出了贡献,为Ag3PO4提供了更多的负载可能。在可见光照射下,纯ZnO和Ag3PO4对苯酚的降解率分别为20%和38%,复合材料Ag3PO4/ZnO对苯酚的降解率为91.24%,光催化降解性能明显高于纯ZnO和Ag3PO4。最后,光催化稳定性的研究证明,Ag3PO4/ZnO复合材料形成了有效的异质结结构,抑制了电子-空穴的复合,提高了Ag3PO4/ZnO复合材料的稳定性。

荧光粉MPO4∶Eu3+,Bi3+/Tb3+(M=La,Gd,Y)的结构及发光性能研究

采用高温固相法合成了一系列MPO4∶Eu3+,Bi3+(M=La,Gd,Y)及MPO4∶Tb3+(M=La,Gd,Y)荧光粉材料,用X射线衍射(XRD)仪对样品结构进行了表征。所合成的LaPO4和GdPO4属单斜晶系,而YPO4属体心立方晶系。用Diamond软件对结构进行分析并绘出了晶胞结构。对样品发光性质的研究结果表明,虽然MPO4(M=La,Gd,Y)均属于正磷酸盐,但由于晶格结构不同,其发光性质也不同。立方晶系的YPO4更有利于掺入其中的稀土离子的发光,Bi3+离子的引入能够明显改善样品的发光性能。

原位化学沉积法制备AgBr/Ag3PO4光催化剂及其催化性能

通过原位化学沉积法制备了AgBr/Ag3PO4复合光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等表征手段对其进行了表征。研究了可见光照射下,AgBr、Ag3PO4和AgBr/Ag3PO4在不同照射时间、催化剂的量、染料初始浓度和不同染料条件下降解罗丹明B的催化活性。结果显示,光照30 min后AgBr/Ag3PO4复合光催化剂对罗丹明B的降解率可以达到98%,比单一的AgBr和Ag3PO4对罗丹明B的降解率分别提高了1.5倍和1.2倍。此研究的结果证明了AgBr/Ag3PO4复合物在光催化降解中应用的潜能。

喷雾干燥碳热还原法制备Li3V2PO43/C正极材料及其电化学性能

采用喷雾干燥-碳热还原法制备了Li3V2(PO4)3/C正极材料.考察了不同喷雾条件对产物组成及电化学性能的影响.通过XRD、SEM、TEM和电化学性能测试方法等进行了表征.结果表明:通过二次喷雾干燥制备的前驱体,经过750℃热处理12h制得了平均粒径小于0.5μm的Li3V2(PO4)3/C复合材料.在室温下,C/5、1C和5C倍率的放电比容量分别为121.9、114.6和104.6mAh.g-1,50次循环后,容量保持率均接近100%,几乎无衰减,具有优异的循环稳定性和容量保持率.

低温碳热还原法合成Li3V2(PO4)3及其电化学性能

利用V2O5·nH2O湿凝胶,LiOH·H2O、NH4H2PO4和C为原料,通过低温碳热还原法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3。考察了不同合成温度、时间对产物晶形结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明,当合成温度和时间分别为550℃和12h时,所合成的Li3V2(PO4)3样品属于纯的单斜晶系,且颗粒分布均匀。该样品以0.2C充放电,首次放电容量为130mAh·g-1,循环30次后容量为124mAh·g-1。

表面活性剂对溶胶-凝胶法合成Li3V2(PO4)3的影响

讨论了表面活性剂OP-10对溶胶-凝胶法合成正极材料单斜晶型Li3V2(PO4)3的影响。表面活性剂可降低微粒的表面张力,提高前驱体的Zeta(ζ)电位,防止原生粒子团聚,提高溶胶的稳定性。加入5%OP-10制备的样品以0.2C在3.0～4.3 V循环,首次放电比容量为123.1 mAh/g,第30次循环的容量衰减率为4.5%。