Gd_2Zr_2O_7纳米晶的制备及表征

以柠檬酸(CA)为螯合剂,乙二醇(EG)为分散剂,通过Pechini法合成出Gd2Zr2O7纳米晶,讨论了pH值、分散剂含量以及热处理温度对样品物相和形貌的影响,采用SEM、TG-DTA、XRD和TEM等测试手段对样品进行了表征。结果表明:溶胶pH值=6,乙二醇含量为柠檬酸的2倍,经900℃煅烧2 h获到Gd2Zr2O7样品结晶度高、晶型完整,为缺陷型萤石结构,属于Fm3m空间群,且粒度均匀,粒径约50 nm,d111面间距为0.304 nm。

共沉淀法制备Gd2Zr2O7纳米粒子

采用反向滴定共沉淀法制备了Gd2Zr2O7纳米粒子,用XRD、SEM、TEM、TG-DTA等测试手段分析了煅烧温度和时间、体系温度、pH值、初始浓度、表面活性剂含量(SDBS)对前驱体的物相、形貌及晶粒大小的影响。结果表明:五种因素分别对Gd2Zr2O7相变化无影响,以氨水做沉淀剂经反向滴定,当体系温度为0℃、母盐溶液初始浓度为0.01mol/L、pH值为11、SDBS含量2wt%时,在1100℃煅烧3 h制备出近球形的Gd2Zr2O7纳米粒子,粒径约40 nm。

Eu_2Zr_2O_7纳米晶体的制备及其烧结致密化

以共沉淀法和水热法合成了Eu2Zr2O7纳米晶,在真空烧结条件下分别制备出Eu2Zr2O7陶瓷。用XRD和SEM测试手段对样品进行了表征,用Archimedes法获得样品的相对密度。分析了两种方法得到Eu2Zr2O7粉体的物相变化、合成条件、微观形貌及烧结致密化,结果表明:共沉淀法合成粉体粒径约80 nm,分散性较好,水热法合成粉体粒径约30 nm;经烧结前者样品的相对密度94.6%,烧结后为97%,提高了2.4%,且后者烧结温度比前者低100℃,可见水热法合成的粉体晶粒细小并活性较高对烧结致密化起到促进作用。

(ZrO_2)_(0.92)(Gd_2O_3)_(0.08)纳米晶的水热合成及其烧结体的电性能

用新制备的(Gd,Zr)(OH)x·yH2O共沉淀作前驱体,在强碱性介质中用水热法合成了(ZrO2)0.92(Gd2O3)0.08纳米立方晶,考察了反应温度、pH值等水热反应条件对纳米晶粒大小的影响。将(ZrO2)0.92(Gd2O3)0.08纳米晶在较低的温度(1400℃)下烧结,制得了致密的固体电解质陶瓷样品,与通常的高温固相合成方法相比,烧结温度降低了150℃以上。本文还测定了陶瓷样品600～1000℃下氧浓差电池电动势及氧泵(氧的电化学透过)性能。结果表明,陶瓷样品在高于800℃时是纯氧离子导体。

燃烧法制备Y_2Zr_2O_7:Tb^(3+)纳米晶及其发光性质研究

以甘氨酸作燃烧剂采用燃烧法制备Y2Zr2O7:Tb3+纳米晶粉末。用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光分光光度计对Y2Zr2O7:Tb3+纳米晶的相结构、形貌和发光性质进行研究。结果表明:所得到的纳米晶粒度均匀、结晶完好,属于立方萤石结构。发光光谱的测试表明:Tb3+呈现其特征绿色发射,最强峰位于542nm处。Tb3+的掺杂摩尔浓度在0.5%~6%的范围内,3%为最佳掺杂浓度。

水热-固相法制备Gd_2Zr_2O_7纳米粒子

以Gd2O3和ZrOCl2.8H2O为原料,氨水为矿化剂,在200℃和12～30 h的水热条件下合成的前驱体,经固相反应获得Gd2Zr2O7纳米粒子。用X射线衍射(XRD)、热重差热(TG-DTA)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等测试手段分析了样品合成过程的物相变化、产物结构及形貌特征。结果表明:在n(Gd)∶n(Zr)=1∶1,水热合成温度200℃,pH=11,保温24 h,合成的前驱体经1000℃、2 h煅烧获得分散性好、形貌近球形、粒径约23nm的Gd2Zr2O7纳米粒子。

盐助甘氨酸自蔓延燃烧法合成系列Ln_2Zr_2O_7纳米晶体

以硝酸锆和硝酸稀土为原料,甘氨酸水溶液和无机盐作为溶剂和分散剂,通过盐助甘氨酸自蔓延燃烧法(Salt-assistant glycine combustion method,SGCM)得到的前驱体在700℃以下热处理,合成了系列Ln2Zr2O7纳米晶。探讨了最佳反应条件,研究了反应历程,讨论了惰性盐助剂在反应过程中的作用,比较了使用盐助剂与否对产物的分散性差别等。结果表明,在盐助甘氨酸自蔓延燃烧法合成中通过改变nGly/nNO3-的比率,调节盐助剂量nSalt/nM来对反应温度进行控制,得到的产物的结晶度高,团聚少,粒子更均匀,尺寸在20nm左右,晶体形貌完整,光催化活性强;Ln2Zr2O7的光催化主要源于稀土离子;稀土离子的光催化与4f电子结构的相关性,和稀土离子磁矩与4f电子结构的相关性是同源的。

Eu_2Zr_2O_7纳米晶的硬脂酸法制备

以硝酸锆和硝酸铕作为原材料,硬脂酸作为溶剂和分散剂,通过硬脂酸燃烧法制备了具有立方晶系的萤石型Eu2Zr2O7纳米晶.通过热重和红外光谱对其反应过程进行跟踪.产物经X-射线粉末衍射、透射电镜、高分辨电子显微镜、能谱以及荧光光谱进行了表征.热处理温度对产物的形成有较大的影响,在800℃单一相的Eu2Zr2O7纳米晶已完全形成.所制得的纳米晶由平均粒径为5~20 nm的球状粒子组成.从透射电镜上（222）面的晶面距分别为0.307 nm,与理论值一致.实验检测到Eu2Zr2O7具有较强的荧光性质.

柠檬酸铵辅助溶胶-凝胶法制备Gd_2Zr_2O_7纳米粉体及其表征

以Gd(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)4·6H2O为原料,无水柠檬酸(C6H8O7)为螫合剂,无水乙醇做溶剂,采用柠檬酸铵(C6H17N3O7)分散剂辅助溶胶凝胶法合成分散好的Gd2Zr2O7纳米粉体。通过TG-DSC、XRD、SEM、TEM测试方法对合成的粉体进行了表征。结果表明:添加的柠檬酸铵与无水柠檬酸的摩尔量之比为1时,其溶胶的pH值为2.8左右,所制得的Gd2Zr2O7前驱体在空气中900℃煅烧4 h后得到分散均匀、团聚程度轻、结晶良好的纯相Gd2Zr2O7纳米粉体,样品为缺陷型萤石结构,平均晶粒尺寸约为33 nm。

立方烧绿石Gd_2Zr_2O_7的高温高压合成

为探索高温高压固相反应法合成Gd2Zr2O7烧绿石的可能性,以Gd2O3和ZrO2的混合粉体为原料,在5.2GPa压力、1473～1873K温度范围内进行了实验研究。通过XRD对合成样品进行了结构表征,结果证实,在5.2GPa和1873K条件下,保温保压30min,成功地合成出单一物相的、具有立方烧绿石结构的Gd2Zr2O7化合物。这种新的合成方法对于开展武器级多余钚和含钚高放废物固化具有重要的科学价值和实际意义。

纳米晶Gd_2O_3∶Eu^(3+)的制备及发光性能

采用低温燃烧合成法制备了Gd2O3∶Eu3+纳米晶。用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光光谱仪分别对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。结果表明,改变甘氨酸与稀土离子的比例(G/M)、退火温度可以制备出不同结构和晶粒尺寸的Gd2O3∶Eu3+纳米晶。在退火温度为800℃,G/M等于0.83和1.0时,均得到了纯立方相的Gd2O3∶Eu3+纳米晶,随着G/M的增加,Gd2O3∶Eu3+从立方相逐渐向单斜相转变。粉末的晶粒尺寸随着退火温度的增高而增大,晶粒尺寸在10~30 nm之间。立方相的Gd2O3∶Eu3+纳米晶主发射峰位置在612 nm(5D0→7F2跃迁),激发光谱中电荷迁移态发生了红移。

Y_2Zr_2O_7:Eu^(3+)纳米微粒的合成与变温发光特性研究

采用低温燃烧法制备了Y2Zr2O7∶Eu3+纳米微粒,用XRD和HRTEM对纳米微粒的结构、形貌进行了分析和表征.作为对比,采用高温固相法制备了Y2Zr2O7∶Eu3+体相材料,对其变温发光特性进行了测试和对比研究.结果表明,Y2Zr2O7∶Eu3+纳米晶的606和628nm发射(5D0→7F2)最强,与5D0→7F1磁偶跃迁相对发光强度较体相材料增强60%,且随着温度的降低,Eu3+离子5D0→7FJ(J=1,2,3,4)跃迁发光强度均有变化.另外,采用盐酸"浸蚀"技术对Y2Zr2O7∶Eu3+纳米微粒进行了表面处理,室温发射光谱测试表明:5D0→7F2,3,4电偶跃迁与5D0→7F1磁偶跃迁的相对强度较表面处理前减小约15%.对观测到的结果通过纳米微粒的表面效应和激活离子所处局域环境的变化进行了定性解释和讨论.

Na^+离子掺杂Gd_2O_3∶Sm^(3+)纳米晶的发光增强

采用柠檬酸作燃烧剂,在柠檬酸-硝酸盐体系下制备了Gd2O3∶Sm3+和Gd2O3∶Sm3+,Na+纳米晶。用X射线衍射仪、透射电子显微镜、荧光光谱仪等对样品的结构、形貌和光致发光性能进行了分析。结果表明:所得纳米样品为纯立方相,晶粒尺寸约为30 nm。在室温下,用275 nm激发光激发各样品时,可观测到Sm3+离子的较强发光,其主发射峰位分别位于561.5,603.5,651.5 nm,分别对应着Sm3+离子的4G5/2→6H5/2,4G5/2→6H7/2和4G5/2→6H9/2的电子跃迁,其中以4G5/2→6H7/2跃迁的光谱强度最强。实验表明:Na+离子的掺入使得Sm3+离子的光发射强度显著增强。对引起样品荧光强度变化的原因进行了分析。

Gd_2Zr_2O_7烧绿石的高温高压快速合成

为了研究Gd_2Zr_2O_7烧绿石的合成条件,以Gd_2O_3,ZrO_2混合粉体为原料,在1 773 K的温度、3 GPa和5.2 GPa的压力及10～30 min的保温保压时间内,进行了高温高压实验。借助于XRD,SEM,IR等分析,对合成样品结构、形貌等进行表征,结果表明:在1 773 K的高温、5.2 GPa的高压和10 min的保温保压条件下可合成单一物相的Gd_2Zr_2O_7立方烧绿石。为固化锕系核素的陶瓷基材合成及其固化体的制备提供了一种快速高效的方法。

La_2M_2O_7(M=Ti,Zr)多晶粉末的低温水热合成及表征

低温水热合成是水热化学一个活跃的研究方向，在氧化物粉末的合成方面具有潜在的应用价值．Ｌａ２Ｍ２Ｏ７（Ｍ＝Ｔｉ，Ｚｒ）陶瓷材料的优良特性使其多晶粉末的合成倍受关注［１，２］．传统的固相反应需在高温（＞１７７３Ｋ）下才能合成Ｌａ２Ｍ２Ｏ７［３］，Ｓｏｌ－...

Gd2Zr2O7与Al2O3的高温界面反应

对Gd2Zr2O7与Al2O32层陶瓷材料在1600℃下的高温界面反应行为进行了研究.采用XRD,SEM,EDX等分析手段分析了反应生成的界面相成分和形貌,同时对该反应层的形成机理进行了研究.结果表明,界面反应层的相成分主要为GdAlO3;GdAlO3的形成机理是:在Al2O3存在的前提下,Gd2Zr2O7分解成Gd2O3和ZrO2,Gd2O3与Al2O3反应形成GdAlO3.

Gd_2O_3: Eu纳米荧光体的晶体结构和相变

首次报告Ｇｄ２Ｏ３Ｅｕ纳米荧光体的晶体结构和相变．由Ｘ射线衍射检测结果，Ｇｄ２Ｏ３Ｅｕ纳米荧光体存在体心立方和单斜多型结构．和体材料的相变温度１２５０℃相比，Ｇｄ２Ｏ３Ｅｕ纳米晶由立方到单斜相变温度升高到１３００和１３５０℃之间．这一结果也从Ｇｄ２Ｏ３Ｅｕ纳米荧光体的荧光光谱变化得到证实．

纳米晶Gd_2O_3∶Eu^(3+)的制备与发光性质

利用共沉淀法制备了纳米晶Gd2O3∶Eu3+发光粉体。在不同掺杂浓度、不同煅烧温度的系列样品中,均观测到Eu3+离子的特征发射。样品的晶相与发射性质的研究表明:所制备的样品经800～1 300℃热处理后,晶相为立方相,1 400℃时开始向单斜相转变。荧光强度与Eu3+离子掺杂浓度关系研究表明:在不同掺杂浓度中,Eu3+离子浓度为4%时其相对发射强度最强。在三个不同的煅烧温度中,经800℃煅烧的样品其发光效果最好。此外还观察到电荷转移激发态以及基质、Gd3+与Eu3+之间的能量传递。激发谱包含三部分,即电荷转移带、Eu3+的4f内壳层电子跃迁和Gd3+的激发谱。

V_(2)O_(5)+Na_(2)SO_(4)熔盐作用下(Gd_(0.9)Sc_(0.1))_(2)Zr_(2)O_(7)/YSZ热障涂层的热腐蚀行为研究

为评估(Gd_(0.9)Sc_(0.1))_(2)Zr_(2)O_(7)涂层的耐熔盐腐蚀性能,用等离子喷涂法制备了(Gd_(0.9)Sc_(0.1))_(2)Zr_(2)O_(7)/YSZ,研究了该涂层在V_(2)O_(5)+Na_(2)SO_(4)熔盐中的热腐蚀行为,将腐蚀条件为涂覆熔盐的涂层在700~1 000℃热处理2 h和10 h。结果表明:(Gd_(0.9)Sc_(0.1))_(2)Zr_(2)O_(7)涂层与V_(2)O_(5)+Na_(2)SO_(4)熔盐发生了明显的腐蚀反应,产物为GdVO4和t-ZrO22种,且腐蚀产物种类与热腐蚀温度和时间关系不大;但当腐蚀温度为700℃和800℃时,涂层表面有一定的Na2SO4残留。对腐蚀后涂层截面分析发现,涂层表面形成了反应层,该反应层可在一定程度上阻止熔盐渗透,但随着腐蚀温度的提升,形成反应层的能力变弱,涂层内可观察到较明显的熔盐痕迹;总体上来看,经700~1 000℃的熔盐腐蚀后,(Gd_(0.9)Sc_(0.1))_(2)Zr_(2)O_(7)/YSZ涂层依然能保持结构完整性。根据路易斯酸碱规则提出了熔盐与(Gd_(0.9)Sc_(0.1))_(2)Zr_(2)O_(7)的反应机理,阐明了涂层抗熔盐腐蚀的机制。

碳酸氢铵共沉淀法制备Gd_2O_3:Eu纳米晶及其性质研究

以硝酸稀土为原料,碳酸氢铵作沉淀剂,PVA为分散剂,通过控制一定的反应条件,制得易沉降、过滤的碳酸钆(铕),此前驱物在一定温度下焙烧即可得到Gd2O3:Eu纳米晶.通过红外光谱、差热-热重、X射线衍射、扫描电镜等多种分析测试方法,研究了碳酸钆(铕)的组成、分解过程,以及Gd2O3:Eu的形成过程、微观形貌和粒度.结果表明:前驱物碳酸钆(铕)在较低的温度(700℃)焙烧即可制得Gd2O3:Eu纳米晶的纯相,属立方晶系,颗粒呈球形.当焙烧温度从700℃升高到1000℃时,粒径从约50nm增大到70nm.对样品的激发光谱、发射光谱测定表明:Gd2O3:Eu纳米晶在265nm光激发下,发红光,发射光谱谱峰在611nm;与体材料相比,激发光谱中电荷迁移带(CTB)明显红移,从体材料的255nm移至265nm.