Gd^(3+)掺杂TiO_2纳米复合材料的可见光响应性能

采用溶胶-凝胶技术,在钛酸四丁酯(TBOT)的水解过程中,加入硝酸钆(Gd(NO3)3),得到具有可见光响应活性的Gd3+/TiO2复合材料。应用TEM、XRD、TG-DTA和UV-Vis等手段对纳米TiO2复合材料进行了表征。当Gd3+的掺杂量为0.5%时,Gd3+/TiO2复合材料在550 nm附近产生宽强吸收带。Gd3+进入TiO2晶格中,形成了新的掺杂能级(Eg=1.27 eV)。适量Gd3+掺杂的纳米TiO2复合材料的光催化性能优于纯TiO2粉体材料。

低量Gd^3+掺杂TiO_2粉体的制备及催化活性

利用溶胶-凝胶法在700℃制备了纯的和不同Gd3+掺杂量的TiO2纳米粉体,并用XRD技术对样品进行了表征。研究了Gd3+掺杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Gd3+掺杂对纳米TiO2的光催化活性。结果表明,与纯TiO2相比,适量掺杂Gd3+可以显著提高其光催化活性。当Gd3+掺杂量为0.2%(质量),TiO2复合纳米粉体的光催化活性最佳,降解率为86%,其金红石相含量为15.4%,平均晶粒粒径为15nm;Gd3+掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变、减小晶粒尺寸和晶格膨胀程度这三方面均有利于提高光催化活性。

Gd^(3+)掺杂对Sr_2FeMoO_6结构及电磁性能的影响

采用微波固相烧结法合成了双钙钛矿Sr2-xGdxFeMoO6(x=0.0、0.1、0.2、0.3)。用XRD和VSM对样品的物相结构和电磁性能进行了研究。结果表明所得Sr2FeMoO6为四方晶系结构,空间群为I4/mmm,随Gd3+掺杂量的增加,Fe、Mo排列的有序度逐渐降低,同时伴有少量Gd2O3杂相生成。样品Sr2-xGdxFeMoO6均表现为铁磁性,磁转变温度均高于室温,Gd3+掺杂使得样品的室温饱和磁化强度降低,但适量Gd3+的掺杂(x=0.3)可明显提高样品的室温磁电阻变化率。样品Sr2-xGdxFeMoO6均呈现典型的半导体行为,当x=0.0、0.1、0.2时,在100～300K,其电输运行为服从小极化子变程跃迁导电机制;当x=0.3时,在150～300K,服从小极化子变程跃迁导电机制;在100～150K,则属于绝热小极化子导电机制。

Gd^(3+)掺杂纳米SnO_2锂离子电池负极材料的制备与电化学性能研究

以SnCl4为锡源,Gd3+为掺杂离子,采用水热法制备出不同掺杂浓度的SnO2纳米晶.运用XRD、TEM、FT-IR以及充放电测试等手段对其结构、形貌、电化学性能进行了表征.结果表明所制备样品为四方晶系金红石型SnO2,Gd3+以替位方式掺入SnO2纳米晶中.当名义Gd3+掺杂浓度达到15%时,SnO2纳米颗粒转变为纳米棒.电化学性能表征发现SnO2纳米棒的首次充放电容量、循环稳定性以及库伦效率都要高于纳米颗粒,并且经过50次循环后SnO2纳米棒的比容量仍保持有370mAh/g.研究结果表明,由于掺杂的作用,调节了材料的形貌与尺寸,改善了SnO2纳米晶的电化学性能.

Gd^(3+),Tm^(3+)和Yb^(3+)掺杂的Y_2O_3微晶中Gd^(3+)离子的紫外上转换发光及其增强的研究

采用均相沉淀法制备了Y(OH)3微米颗粒,经1 100℃焙烧后制备出具有上转换发光性质的Yb3+-Tm3+-Gd3+共掺的Y2O3微米晶体,讨论了Yb3+-Tm3+-Gd3+在Y2O3中能量传递过程及壳层对发光强度的影响。980 nm近红外光激发下的上转换光谱表明,在Yb3+-Tm3+-Gd3+共掺Y2O3体系中,核-壳结构大幅提高了Gd3+离子和Tm3+离子的上转换发光强度,尤其是样品在紫外发光部分的增强相比于可见和红外光部分更为明显。同时,通过研究Tm3+和Gd3+在不同波段的发光强度与泵浦功率的关系探讨了氧化物中上转换发光的机制。

Tb^(3+),Gd^(3+)掺杂LaPO_4纳米棒的合成及其发光性质研究

采用水热合成法,在不添加任何辅助试剂的条件下合成了长约5μm、宽250nm的LaPO4纳米棒,并对其进行了Gd3+和Tb3+的掺杂研究.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪对其结构和发光性质进行了表征.结果显示,所合成的LaPO4纳米棒为单斜相,Gd3+是Tb3+的优异敏化剂,Tb3+和Gd3+双掺杂后,发光性能比Tb3+单掺时明显提高.

Gd^(3+)掺杂TiO_2纳米纤维的制备、表征及其光催化性能

采用静电纺丝技术并结合溶胶-凝胶方法制备TiO2和TiO2/Gd2O3纳米纤维,采用差热-热重分析(TG-DTA)?场发射扫描电镜(FE-SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射(XRD)对材料进行表征,通过亚甲基蓝光降解反应研究其催化性能。结果表明,掺杂Gd3+可以强烈抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,抑制晶粒生长,减少晶粒尺寸;Gd3+掺杂TiO的纳米纤维对亚甲基蓝的光催化活性明显提高。

沉淀法制备Li^+、Na^+掺杂Gd_2O_3:Eu^(3+)荧光粉及发光特性研究

用沉淀法制备Li^+、Na^+和Eu^(3+)共掺Gd_2O_3荧光粉,并与微波-固相法制备的样品进行了比较。通过测量该粉体的XRD、激发光谱和发射光谱,比较了样品的微观结构和讨论了不同合成条件对Gd_2O_3:Eu^(3+)荧光粉发光特性的影响。结果显示在相同的条件下,对于未掺入Li^+的Gd_2O_3:Eu^(3+)样品比较,沉淀法制备样品的发光强度是微波-固相法制备样品的1.68倍;掺入Li^+的Gd_2O_3:Eu^(3+)样品比较,沉淀法制备样品的发光强度是微波—固相法制备样品的1.82倍。当使用草酸作为沉淀剂,掺杂浓度为Li^+(4.5 mol%)、Na^+(4.5mol%)、Eu^(3+)(4.5mol%),在800℃煅烧2h后获得样品的发光强度,是Gd_2O_3:Eu^(3+)荧光粉的5.91倍。

Gd^(3+)掺杂BiVO_(4)方块饼粉体水热制备及可见光光催化性能

以乙二胺四乙酸(EDTA)作为铋源络合剂,通过添加缓冲液控制前驱液pH值,采用水热合成技术制备Gd^(3+) 掺杂BiVO_(4)粉体。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征粉体的相组成、结构和微观形貌,考察Gd^(3+) 掺杂对BiVO_(4)粉体在发光二极管日光灯(LED灯)照射下降解罗丹明 B的可见光光催化性能影响。结果表明:水热法制备的Gd^(3+) 掺杂BiVO_(4)粉体与纯BiVO_(4)粉体的晶型均为单斜白钨矿晶型,结晶度良好,粉体微观形貌为大小约为500 nm 方块饼形。Gd^(3+) 掺杂提高BiVO_(4)粉体的可见光催化性能,其中Gd^(3+) 掺杂摩尔比为6%时是最佳,它同时提高罗丹明 B的降解速率和最终降解率,LED灯光照射掺杂6%Gd^(3+) BiVO_(4)粉体90 min时罗丹明 B降解率为46.7%,而纯BiVO_(4)光照120 min时罗丹明 B降解率只有24.2%。

纳米(Er^(3+)-Gd^(3+))/TiO_2光催化性能的研究

文章采用超声波共振法合成了不同掺杂量、不同煅烧温度的Er3+、Gd3+共掺杂的纳米TiO2光催化剂,并对所制样品进行XRD、FT-IR、SEM表征;通过降解孔雀石绿溶液来测试样品的光催化性能。结果表明:稀土Er3+、Gd3+共掺杂能抑制TiO2晶粒长大,细化晶粒;稀土掺杂后样品能吸附更多的羟基,羟基自由基具有很强的氧化性,从而提高催化活性;在500℃下煅烧,Er3+-Gd3+的摩尔分数为5%的催化剂,加入0.5mL30%的双氧水后,降低基元反应活化能,有很强的氧化性,能抑制电子-空穴的复合,无灯源照射、常温常压不需通氧条件下的催化时间为80min,降解率达到100%。

LED用Gd_2(WO_4)_3:Eu^(3+),Tb^(3+),Tm^(3+)荧光粉的制备及发光性质研究

采用化学共沉淀法制备了Eu^(3+)、Tb^(3+)、Tm^(3+)单掺,Eu^(3+)、Tb^(3+)共掺,Eu^(3+)、Tb^(3+)、Tm^(3+)三掺的Gd_2(WO_4)_3纳米发光材料,并且研究了其发光性质.结果表明:所制的样品为Gd_2(WO_4)_3的底心单斜结构,Tb^(3+)的摩尔分数为:5%时,Gd2(WO4)3:5%Tb^(3+)的发光最强,此外还发现了Eu^(3+)与Tb^(3+)之间的能量传递现象.在Eu^(3+)、Tb^(3+)、Tm^(3+)三掺杂体系中在353nm光激发下色坐标更为接近白光的标准色坐标值,能够合成比较理想的白光.

共沉淀法制备(Y,Gd)AG∶Ce荧光粉及荧光性能研究

以碳酸氢铵为沉淀剂,采用共沉淀法合成了[(Y_(1-x)Gd_x)_(1-y)Ce_y]_3Al_5O_(12)高亮黄色荧光粉(x=0~0.5,y=0.003~0.02),通过XRD、SEM、BET比表面积和PL-PLE等方法对该荧光粉的物相及性能进行了表征。结果表明,在1200℃下煅烧4h即可得到纯石榴石相的(Y,Gd)AG∶Ce^(3+)。煅烧所得的[(Y_(1-x)Gd_x)_(1-y)Ce_y]_3Al_5O_(12)荧光粉分散性和均一性良好,在468nm激发下于535nm处呈现最强黄光发射。Ce^(3+)的猝灭浓度为1%(原子分数),猝灭机制为Ce^(3+)-Ce^(3+)间的能量互递作用。同时发现,在(Y_(1-x)Ce_x)AG中(x=0.003~0.02),最强发射峰随Ce^(3+)含量的增加而红移,同样在[(Y_(1-x)Gd_x)_(0.99)Ce_(0.01)]AG体系中(x=0~0.5),发射峰位随Gd^(3+)浓度增大也发生红移现象,归因于Ce^(3+)5d能级重心位置和晶体场劈裂的共同影响。

Ce0.8Gd0.2O1.9电解质的电子导电研究

利用溶胶凝胶合成法制备了Ce0.8Gd0.2O1.9(GDC)电解质,并利用XRD,SEM对GDC粉体和电解质基片进行了物相表征.运用Hebb-Wagner极化法组装离子阻塞电极,考察GDC电解质在空气气氛下450~750℃的电子电导率.实验结果表明,GDC呈立方萤石结构,电解质片表面与断面致密.同时,测定出的GDC电子电导率在750℃时为5.698×10^-5 S/cm,在450~750℃下电子电导率与温度呈良好的线性关系.

蓝宝石衬底上Gd_2O_3掺杂CeO_2氧离子导体电解质薄膜的生长及电学性能

采用反应磁控溅射方法,在(0001)蓝宝石单晶衬底上,制备了纳米多晶Gd2O3掺杂CeO2(GDC)氧离子导体电解质薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)对薄膜物相、结构、粗糙度、表面形貌等生长特性进行了表征,利用交流阻抗谱仪测试了GDC薄膜不同温度下的电学性能;实验结果表明,GDC薄膜为面心立方结构,在所研究的衬底温度范围内,均呈强(111)织构生长;薄膜表面形貌随衬底温度发生阶段性变化:衬底温度由室温升高到300℃时,对应球形生长岛到棱形生长岛的转变,当完全为棱形岛生长时(300℃),生长岛尺寸显著增大;从400℃开始,则发生棱形生长岛到密集球形生长岛的转变,球形生长岛尺寸明显减小.生长形貌的转变反映着薄膜生长初期不同的成核机理,很可能与蓝宝石(0001)面的表面结构随温度变化有关;GDC多晶电解质薄膜的复平面交流阻抗谱主要源于晶界的贡献,根据Arrhenius图求得电导活化能Ea在1.2—1.5eV范围内,接近于晶界电导的活化能值,并且随衬底温度升高Ea减小(Ea300>Ea400>Ea600);电导活化能以及晶粒尺寸不同,导致GDC薄膜电导率随测试温度的变化规律不同.

阳极支撑型固体氧化物燃料电池的研制

采用固相反应法制备出Gd2 O3 掺杂CeO2 (GDC) ;用流延法制备阳极 ;用丝网印刷法制备电解质层及阴极 ;对GDC的相成分和热膨胀系数进行了测试分析 ;对阳极和电解质烧结后的孔隙率、密度及显微组织进行了表征 .试验结果表明 ,采用流延法及丝网印刷法 ,通过选取合适的粉末原料 ,调整并优化制备过程的工艺参数 。

红色荧光粉Ca_3Y_2Si_3O_(12):Eu^(3+)的制备及发光特性

采用高温固相法合成了红色荧光粉Ca_3Y_2Si_3O_(12):Eu^(3+)。研究了Eu^(3+)离子掺杂浓度、助熔剂及Gd^(3+)共掺杂对荧光粉发光特性的影响。XRD检测结果显示,荧光粉的主晶相为Ca_3Y_2Si_3O_(12),属单斜晶系。荧光光谱分析表明:硅酸盐荧光粉Ca_3Y_2Si_3O_(12):Eu^(3+)的发射光谱包含2个主峰,峰值分别位于590和614 nm,归属于Eu^(3+)离子从~5D_0→7~F_1和~7F_2的特征跃迁。用614 nm最强峰监测,得到激发光谱为一多峰宽带(200~500 nm)。改变Eu^(3+)离子掺杂浓度发现:随着掺杂量增加,荧光粉发光强度先增加后降低,最佳掺杂量为20 mol%;讨论了几种助熔剂的影响:NaCl、CaF_2作为助熔剂,对荧光粉的发光强度影响不大,H_3BO_3作为助熔剂降低荧光粉的发光强度,而NH_4F能显著提高荧光粉的发光强度;Gd^(3+)可以作为一种很好的共激活剂,敏化Eu^(3+)离子发光。