La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)催化剂对NO选择性生成NH_(3)的影响

为了实现碳中和目标,降低内燃机碳排放,稀薄燃烧技术成为了当前重要的研究方向.该技术不仅能提高发动机燃油热效率,还能有效降低CO_(2)排放.但是稀薄燃烧往往会伴随着大量氮氧化物的产生,为了解决该问题,采用LNT-SCR耦合的NO_(x)净化技术,此时LNT的作用是将排气中部分NO_(x)转化为NH_(3),为下游的SCR提供还原剂.基于此,制备了LNT催化剂,研究催化剂对NO选择性生成NH_(3)的影响.采用溶胶-凝胶法制备了La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)系列钙钛矿氧化物,并通过分步浸渍法得到了La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)负载型催化剂.利用XRD、H_(2)-TPR、NO-TPD等表征手段研究了钙钛矿氧化物的晶相结构,以及负载型催化剂的还原特性、NO_(x)吸附-脱附性能等物化性质,并且通过H_(2)选择性催化还原NO实验探究了催化剂掺杂Ce对NO转化成NH_(3)的影响.结果表明,Ce掺杂催化剂具有良好的NH_(3)产物选择性,并且显著提高了NO转化率.温度是NO转化和NH_(3)产物选择性生成的决定性因素,而H_(2)和NO体积比是NO转化和NH_(3)产物选择性生成的关键性因素.其中,La_(0.95)Ce_(0.05)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)在低温下催化活性表现最佳,在350℃、H_(2)和NO体积比为5.0时NH_(3)产物选择性为65%,NO转化率为100%.此外,所制备的La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)都形成了钙钛矿型结构,而且Ce掺杂催化剂的大部分Ce离子可以进入到LaMnO_(3)结构中.在催化剂适量掺杂Ce后,H_(2)消耗总面积增大、还原峰的峰值温度降低,表明掺杂Ce改善了催化剂的还原特性;同时NO吸附和脱附面积增大,表明Ce掺杂改变了催化剂的NO_(x)吸附-脱附性能.

大气等离子喷涂Y_(3)Al_(5)O_(12)/Al_(2)O_(3)陶瓷涂层的CMAS腐蚀抗力

探索能够有效抵抗1300℃及以上温度钙镁铝硅酸盐(Calcium-Magnesium-Aluminum-Silicate,CMAS)腐蚀的新材料是近年来先进航空发动机用环境障涂层研究的重点任务。本工作围绕具有超强CMAS腐蚀抗力的YAG(Y_(3)Al_(5)O_(12))/Al_(2)O_(3)体系,采用大气等离子喷涂(Atmospheric Plasma Spraying,APS)技术制备了具有共晶成分的YAG/Al_(2)O_(3)涂层。通过在1100、1300和1500℃对制备态涂层进行热处理,获得了具有不同微观结构的YAG/Al_(2)O_(3)涂层。利用不同表征手段研究了YAG/Al_(2)O_(3)涂层抵抗1300℃CMAS腐蚀的性能及微观结构对涂层腐蚀抗性的影响。研究结果发现,经不同温度热处理的YAG/Al_(2)O_(3)涂层与CMAS的反应产物均为石榴石结构固溶体、CaAl_(2)Si_(2)O_(8)和Ca_(2)MgSi_(2)O_(7)。腐蚀机制研究发现,1100℃热处理YAG/Al_(2)O_(3)涂层与CMAS反应界面的近连续分布石榴石固溶体层可有效阻隔CMAS腐蚀元素的扩散;1500℃热处理YAG/Al_(2)O_(3)涂层晶粒尺寸的增加及晶界数量的减少可降低涂层材料在CMAS中的溶解速率,二者均可通过影响腐蚀过程中的离子传输速率而影响各生成物的竞争析出,进而提升涂层的CMAS腐蚀抗力。本工作为YAG/Al_(2)O_(3)涂层热处理工艺优化提供了借鉴,并为通过微观结构优化调控YAG/Al_(2)O_(3)涂层的CMAS腐蚀抗力提供了新思路。

Y_(2)O_(3)含量对大气等离子喷涂Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层微观结构和力学性能的影响

目的探究掺杂不同质量分数Y_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层微观结构及其力学性能的影响。方法采用大气等离子喷涂制备Al_(2)O_(3)涂层,以及Y_(2)O_(3)质量分数分别为10%、20%、30%、40%的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层。利用SEM、EDS对粉末以及不同涂层的形貌、组织结构、元素分布进行分析。使用XRD表征粉末和涂层的物相。使用显微硬度仪、纳米压痕测试仪和电子万能试验机对涂层的显微硬度、弹性模量以及断裂韧性等力学性能进行测试分析。结果Al_(2)O_(3)喷涂粉末的物相由α-Al_(2)O_(3)组成,而喷涂得到的Al_(2)O_(3)涂层则由α-Al_(2)O_(3)、γ-Al_(2)O_(3)组成。加入Y_(2)O_(3)后,对复合涂层中γ-Al_(2)O_(3)的生成有一定的抑制作用。随着喷涂粉末中Y_(2)O_(3)含量的增多,Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层表面未充分熔融的颗粒逐渐增加,复合涂层的孔隙率也越来越大,掺杂了10%Y_(2)O_(3)的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层的孔隙率最低,涂层最致密。Al_(2)O_(3)涂层具有最高的显微硬度值(1209HV0.3)和弹性模量(227 GPa)。随着Y_(2)O_(3)含量的增加,Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层的显微硬度与弹性模量逐渐降低。Al_(2)O_(3)-10%Y_(2)O_(3)复合涂层的弹性恢复率高达48.3%,并且其断裂韧性及抗塑性变形的能力也最好。结论掺杂了10%Y_(2)O_(3)的Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合涂层具有最致密的微观组织结构,其综合力学性能最好。

复合添加MgO和La_(2)O_(3)对纳米微晶氧化铝陶瓷微观结构的影响

纳米微晶氧化铝磨料具有良好的通用性和高精度磨削能力,且性价比较高,在机械制造、轴承、模具、汽车等领域有广泛的应用潜力。本研究以勃姆石(γ-AlOOH)为原料,MgO、La_(2)O_(3)为添加剂,采用溶胶-凝胶工艺合成纳米微晶氧化铝。通过差示扫描量热仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和从头算分子动力学方法模拟计算研究了添加剂对微晶氧化铝相转化、物相组成、微观结构及力学性能的影响。结果表明:复合添加MgO和La2O3可以使氧化铝中间相θ-Al_(2)O_(3)向α-Al_(2)O_(3)转化的温度从1257℃降低到1105℃,将致密化温度从1600℃降低到1350℃,将微晶氧化铝的晶粒尺寸从1.04 mm减小到120 nm,实现了低温致密烧结。

不同碳链长度的表面活性剂对CeO_(2)-ZrO_(2)-Y_(2)O_(3)-La_(2)O_(3)材料性能的影响

研究分析不同碳链长度的烷基酸表面活性剂(十酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸)对CeO_(2)-ZrO_(2)-Y_(2)O_(3)-La_(2)O(3 CZ)材料性能的影响规律,揭示表面活性剂在构筑高性能CZ材料中的作用机制。N2-吸/脱附、OSC、H2-TPR和催化剂三效活性等测试结果表明,在纳米晶成核阶段加入不同碳链长度的表面活性剂均可在一定程度上增大纳米晶的初始晶粒尺寸,由此降低纳米晶的烧结驱动力。表面活性剂的引入促进材料产生更多氧空位从而提高了其氧化还原性能,其中,十二酸对材料热稳定性和氧化还原性能的促进效果最优,所制备CZ材料高温老化后的比表面积损失率低至46.3%,还原峰温最低为497℃,Ce的利用率最高为39%,因而其负载的单Pd三效催化剂表现出最佳的催化活性。

Al_(0.25)Li_(6.25)La_(3)Zr_(2)O_(12)包覆LiCoO_(2)降低锂离子电池界面阻抗

本论文通过固相烧结法制备Al_(0.25)Li_(6.25)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)包覆的LiCoO2(LCO)材料,以提高其界面稳定性并降低界面阻抗为目的。实验结果表明,电化学性能明显得到改善。在3.0-4.62 V的电压区间充放电50圈,包覆后材料的比容量保持率为70%,高于未包覆的65%。此外,包覆后材料的电荷转移电阻从22.5Ω降低至15.0Ω,倍率性能得到较大改善。本工作研究了固态电解质LLZO包覆钴酸锂对电性能的影响,对快充钴酸锂电池材料的设计具有较大参考意义。

0.5Y_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)-Cu/20Mo3SiC复合材料的热变形行为及热加工图

采用真空快速热压烧结法制备了0.5Y_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)-Cu/20Mo3SiC复合材料,在650~950℃温度范围和0.001~10 s^(-1)应变速率条件下,利用Gleeble-1500D数控动态-力学模拟试验机对0.5Y_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)-Cu/20Mo3SiC复合材料进行热变形试验,根据试验结果绘制了其真应力-真应变曲线。根据动态材料学模型,构建了复合材料的热加工图,确定其适宜的热加工参数。结果表明:0.5Y_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)-Cu/20Mo3SiC复合材料的真应力-真应变曲线存在典型的动态再结晶特征,其热激活能为211.109 kJ/mol,并构建了本构方程;基于动态材料模型构造的热加工图,确定了复合材料最佳的热加工工艺参数为:变形温度为725~950℃,应变速率为0.006~0.223 s^(-1)。

La_(2)Y_(2)Al_(2)O_(9)荧光基质材料的制备及表征

以六水硝酸镧、氧化钇以及九水硝酸铝为原料,按照摩尔比La:Y:Al=1:1:1进行配料,分别以甘氨酸(C2H5NO2)、甘露醇(C_(6)H_(14)O_(6))和尿素(CO(NH_(2))_(2))为燃烧剂,通过溶液燃烧法合成La_(2)Y_(2)Al_(2)O_(9)荧光基质材料。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了煅烧温度、煅烧时间以及燃烧剂对合成粉体物相和形貌的影响。在以甘氨酸(C_(2)H_(5)NO_(2))为燃烧剂,煅烧温度800℃,煅烧时间4 h的优化工艺条件下可以获得结晶度和纯度较高、形貌较好、链球网状分布的单斜晶系La_(2)Y_(2)Al_(2)O_(9)新型化合物。采用紫外可见光谱仪和荧光光谱仪对所制得的La_(2)Y_(2)Al_(2)O_(9)粉体进行发光性能表征。结果表明,产物在200~400 nm之间有一较宽且强的紫外吸收带,在350~440 nm处出现一个较宽的荧光激发带。因此,La_(2)Y_(2)Al_(2)O_(9)粉体可以作为基质材料应用于发光粉体的制备。

Y_(2)O_(3)添加量对Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)共晶陶瓷显微组织及力学性能的影响

为探索第三组元Y_(2)O_(3)添加对Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)共晶陶瓷显微组织与机械性能的影响,本文利用低温度梯度的高温熔凝法制备了直径为20 mm的Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))共晶陶瓷块体,采用SEM、EDS及XRD技术对共晶陶瓷进行微结构分析,并利用维氏压痕法对其硬度和断裂韧性进行测试。SEM结果表明,凝固组织由群集的共晶团结构组成,随着Y_(2)O_(3)添加量的增加,共晶团形态由胞状转变为枝晶状,内部相间距在1~2μm范围内变化。力学测试表明,Y_(2)O_(3)摩尔分数小于1.1%时,由于组织内部存在低硬度m-ZrO_(2)及微裂纹缺陷,故陶瓷硬度较低,约为(9.53±0.22)GPa;当Y_(2)O_(3)摩尔分数为1.1%时,陶瓷硬度最大,约为(18.05±0.27)GPa;当Y_(2)O_(3)的摩尔分数大于1.1%时,由于共晶团边界区内气孔缺陷及粗大组织增多,引起陶瓷硬度值略有下降。低Y_(2)O_(3)摩尔分数添加时,陶瓷断裂韧性相对较高,约为(6.30±0.16)MPa·m^(1/2),这与其内部存在大量微裂纹缺陷有关;随着Y_(2)O_(3)添加量的增加,陶瓷的微裂纹数量减少、边界区内缺陷增多,断裂韧性降低。

(La_(0.88)Yb_(0.10)Ho_(0.02))_(2)W_(2)O_(9)荧光粉的上转换发光及双模式荧光测温

采用共沉淀法制备了Yb-Ho共掺的La_(2)W_(2)O_(9)纳米晶。采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和荧光光谱(PL/PLE)对前驱体及产物进行表征。系统地研究了样品包括功率/温度依赖发射光谱、潜在上转换发光机制、主发射的衰减动力学、发光颜色等上转换发光特性及荧光测温性能。结果表明在不同功率980 nm光源激发下,(La_(0.88)Yb_(0.1)Ho_(0.02))_(2)W_(2)O_(9)荧光粉在654 nm出现最强发射峰,对应于Ho^(3+)离子的_(5)F_(5)→_(5)I_(8)跃迁。在298-548 K温度范围内的上转换发光性能研究表明所得荧光粉可通过荧光强度比模式(FIR)和荧光寿命模式(FL)实现双模式荧光测温。在980 nm光源激发下,所得荧光粉可基于Ho^(3+)的最强发射峰^(5)F_(5)→^(5)I_(8)(654 nm)与(^(5)F_(4),^(5)S_(2))→^(5)I_(8)(544 nm)和(^(5)F_(4),^(5)S_(2))→^(5)I_(7)(759 nm)两发射峰的荧光强度比(FIR)进行荧光测温。I_(654)/I_(759)荧光强度比模式测温最大绝对灵敏度(S_(A))及相对灵敏度(S_(R))分别为266×10^(-4)和3266×10^(-4)K^(-1),I_(654)/I_(544)荧光强度比模式测温的最大绝对灵敏度(S_(A))为81×10^(-4),最大相对灵敏度(S_(R))为3427×10^(-4)K^(-1)。随着温度的升高,所得荧光粉的发光颜色发生人眼可见的明显变化,从室温的绿色变为高温的橙红色。此外,本工作荧光粉可基于主发射峰的荧光寿命进行测温,在298-548 K范围内主发射峰荧光寿命与温度呈指数减小关系,通过FL模式测温S_(A)、S_(R)最大值分别为997×10^(-4)K^(-1)、1184×10^(-4)K^(-1)。

石榴石固态电解质材料Li_(6.4)Al_(0.2)La_(3)Zr_(2)O_(12)的制备及性能

采用固相反应法制得Al掺杂的固态电解质材料Li_(6.4)Al_(0.2)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LALZO),利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和交流阻抗谱等检测手段表征了所得样品的晶体结构与电化学性能,研究了不同烧结方式对材料的结构、微观形貌和电化学性能的影响,探究了固相反应过程机理.研究结果表明:混合料加热到425℃时开始生成立方相LALZO,更高温度下立方相LALZO经由Li_(0.5)Al_(0.5)La_(2)O_(4)和Li_(2)ZrO_(3)等中间相转化生成;425℃预反应后再经1000℃烧结可得到纯的立方相LALZO;与聚环氧乙烷(PEO)组成复合固态电解质时,该材料在30℃下离子电导率可达3.61×10^(-5)S/cm,具有良好的电化学性能.

固体电解质La_(1.75)Y_(0.25)Mo_(2-x)Al_(x)O_(9-δ)的制备与性能研究

以钼酸铵、硝酸钇、硝酸镧和硝酸铝为原料,采用溶胶-凝胶法成功合成双掺杂电解质材料La_(1.75)Y_(0.25)Mo_(2-x)Al_(x)O_(9-δ)(x=0~0.4)。研究结果表明,La_(1.75)Y_(0.25)Mo_(2-x)Al_(x)O_(9-δ)的晶粒半径在45nm-55nm之间。经过600℃煅烧2h可以成功制备出具有立方结构的超细粉末,粉体具有较高的的烧结活性。经过950℃烧结5h获得烧结体晶粒结合紧密,晶界清晰,相对密度均在95%以上。电性能分析表明,经950℃烧结5h,La_(1.75)Y_(0.25)Mo_(1.8)Al_(0.2)O_(8.7)电导率最大,其在800℃时电导率达到0.042S/cm,其活化能低达1.18eV。

La_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)对高铝盖板玻璃结构及性能的影响

研究了不同添加量的La_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)对盖板用化学强化高铝玻璃性能的影响,发现适当加入La_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)可提高玻璃生产的适应性、机械性质和化学强化性能。加入La_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)可显著降低高铝玻璃的高温黏度,La^(3+)和Y^(3+)总物质的量分数每增加0.5%,玻璃澄清温度降低6~20℃。加入La_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)提高了玻璃的杨氏模量、剪切模量和显微维氏硬度;当La^(3+)和Y^(3+)总物质的量分数为1.5%时,玻璃杨氏模量、剪切模量和显微维氏硬度达到最大,分别为84.33、33.90和6.48 GPa。随La_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)含量的增加,化学强化后玻璃表面压应力(CS)有先增大后减小的趋势,应力层深度(DOL)有先基本不变后增大的趋势,且CS比对照组最多提升28%。拉曼光谱分析发现在La^(3+)和Y^(3+)总物质的量分数为0~1.5%时,随着玻璃中La^(3+)和Y^(3+)含量的增加,非桥氧含量基本不变,而受碱金属影响的桥氧含量显著增加;当La^(3+)和Y^(3+)总物质的量分数为1.5%~2.5%时,增加La^(3+)和Y^(3+)含量可显著提高玻璃中非桥氧含量。

蓝光激发的Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)绿色长余辉材料发光性能研究

采用高温固相法合成了新型Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)绿色长余辉材料,并对其光致发光性能、余辉性能和光色热稳定性能进行了研究。结果表明:Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)绿色长余辉材料在320—490 nm范围的宽带吸收与蓝光LED芯片相匹配,其发射光谱为位于450—650 nm范围的宽发射带,对应于Ce^(3+)的5d-4f跃迁;Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)的内量子效率可以达到83.28%,τ80值约为12 s,远大于交流LED对于内量子效率>60%和τ80>0.4 ms的要求;在423 K前,Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)具有良好的光色稳定性。以上结果表明,Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)是一种潜在的能被蓝光激发的交流LED用绿色长余辉材料。

Li_(2)O/Na_(2)O对YAS微晶玻璃结构、析晶与力学性能的影响

透明微晶玻璃由于优异的力学性能被广泛应用于电子领域。本文采用熔融法制备了不同质量分数Li_(2)O和Na_(2)O的Y_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(YAS)微晶玻璃,通过Raman、DSC、XRD、FESEM、UV-VIS-NIR等测试方法研究了其结构特征、析晶与力学性能。结果表明:当碱金属氧化物R_(2)O(R=Li,Na)总量保持不变,随着Li_(2)O取代Na_(2)O含量的增加,YAS微晶玻璃的转变温度、软化温度和结晶峰温度逐渐降低,Q^(4)基团对应的含量逐渐减少,说明Li_(2)O作为网络外体使YAS微晶玻璃结构逐步解聚,玻璃的析晶能力逐渐增强。在同一热处理制度下,随着Li_(2)O取代量的增加,YAS微晶玻璃维氏硬度显著提升,而透过率明显下降。在680℃/10 h+750℃/1 h热处理制度下,可以制备出晶体大小一致且分布均匀的以钇稳定氧化锆为主晶相的透明YAS微晶玻璃,此时2%(质量分数,下同)Na_(2)O+4%Li_(2)O YAS微晶玻璃具有良好的综合性能,如维氏硬度为646 HV,断裂韧性为1.07 MPa·m^(1/2),透过率为85.7%,在诸多领域具有巨大的应用潜力。

ZrO_(2)-Y_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)系统的拉曼光谱

测试了 6 0 % Zr O2 (4 .0 5 % Y2 O3) - 40 %α- Al2 O3(ZYA) (百分数全为重量比 )粉末样品受机械压力前后的拉曼光谱和纯 Zr O2 粉末样品的拉曼光谱 .样品光谱的对比研究表明 ,四方相 Zr O2 受到 5 0 MPa的冲压后 ,约 6 4%转化为单斜相 ,由此证明了四方相 Zr O2 陶瓷基质的相变增韧机制 .文中同时给出了不同相 Zr O2

稀土Y_(2)O_(3)/La_(2)O_(3)对陶瓷高温绿色釉性能的影响

稀土氧化钇(Y_(2)O_(3))稀土氧化镧(La_(2)O_(3))具有不改变釉料颜色.提高釉面光泽度、增强耐磨性,有效消除陶瓷在烧结过程中形成的气泡、针孔、微裂及波纹等作用。本文基于正交实验设计方法研究了Y_(2)O_(3)、La_(2)O_(3)和绿色釉用量3个因素的变化,根据正交实验表,制备了9组高温绿色釉面陶瓷样品,通过对烧结后9组样品釉面的表面微观形貌、维氏硬度、呈色及粘度进行对比分析,以获得气泡率低、脱釉少、呈色稳定的高温绿色釉配合比。研究结果表明:第6组Y_(2)O_(3)、La_(2)O_(3)和绿色釉的质量配比为最佳配合比,La_(2)O_(3)质量分数为1.26%,Y_(2)O_(3)质量分数为0.63%,绿色釉质量分数为98.11%;其表面形貌中水平高度差较其他样品低5~10μm,高温绿色釉面更加平整;硬度最大,为859.5 HV,耐磨性较好,色差最小,白度48.262、绿度-15.719、黄度14.995,呈色最稳定;粘度最小,为50.6mPa·s,高温流动性好,烧结后表面更加光整。

TiAl合金熔炼用La_(2)O_(3)掺杂Y_(2)O_(3)陶瓷坩埚材料的制备与性能

通过固相掺杂和真空烧结技术制备了掺杂不同质量分数(0~15%)La_(2)O_(3)的Y_(2)O_(3)陶瓷,研究了陶瓷的微观结构、抗弯强度,并用该陶瓷进行TiAl合金熔炼试验,分析了界面微观结构、界面反应类型以及合金熔体的氧含量。结果表明:随着La_(2)O_(3)掺杂量的增加,La_(2)O_(3)掺杂Y_(2)O_(3)陶瓷的开气孔率先减小后增大,抗弯强度先升高后降低,当La_(2)O_(3)掺杂质量分数为10%时,陶瓷的开气孔率最小,抗弯强度最高,分别为0.45%,104 MPa;用质量分数10%La_(2)O_(3)掺杂Y_(2)O_(3)陶瓷熔炼TiAl合金后,二者界面出现了平均厚度为2.10μm的过渡层,过渡层的物相为YLaO_(3),陶瓷与合金间发生物理溶蚀反应,合金熔体的氧质量分数为2400 mg·kg^(-1),仅为未掺杂La_(2)O_(3)陶瓷的70%左右。

La_(2)Mo_(2)O_(9)掺杂钛酸铋钠铁电陶瓷的微观结构与光电性能

铁电陶瓷的极化内建电场可分离光生载流子并有效降低载流子间的复合率,但是其高带隙限制了对光的吸收。本文以具有良好铁电性能的Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3(BNT)陶瓷为基体,通过掺杂La 2Mo 2O 9降低光学带隙,提高光电流密度。样品使用传统固相法制备,随后分析了此陶瓷的XRD、拉曼、光吸收、光电流、铁电和介电性质。结果表明,La 2Mo 2O 9掺杂能显著提高光吸收强度,随其含量增加,光学带隙值先明显下降,然后缓慢增加。在掺杂含量为0.7%(摩尔分数)时,陶瓷的带隙值最低为1.57 eV,远低于纯BNT陶瓷的2.9 eV,对应的最大光电流密度和开路电压为71.06 nA/cm 2和4.40 V,得到的最大输出功率为312.7 nW/cm 2,并且随时间增加变化不大,同时保持很好的铁电性能。研究结果表明,La 2Mo 2O 9改性BNT铁电陶瓷是一种非常有前景的铁电光伏材料。

One-step synthesis of defected Bi_(2)Al_(4)O_(9)/β-Bi_(2)O_(3) heterojunctions for photocatalytic reduction of CO_(2) to CO

Defect and charge transfer efficiency of nano-photocatalysts are important factors which influence their photocatalytic performance.In this work,oxygen vacancies are successfully introduced in the synthesis process of Bi_(2)Al_(4)O_(9)/β-Bi_(2)O_(3)heterojunctions through one-step in situ selfcombustion method.High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM),UV-Vis diffuse reflectance spectra (UV-Vis DRS),and electron spin resonance (ESR) measurements confirm the existence of oxygen vacancies.In addition,by controlling the ratio of reactants of Bi(NO_(3))_(3)to Al(NO_(3))_(3),the ratio of Bi_(2)Al_(4)O_(9)and β-Bi_(2)O_(3)in the heterojunction can be easily adjusted.Photocurrent responses and surface photovoltage spectroscopy (SPV) indicate that the construction of the Bi_(2)Al_(4)O_(9)/β-Bi_(2)O_(3)heterostructure improves the separation efficiency of the photo-generated electrons and holes.CO_(2)-TPD results imply that the amounts and stability of heterojunctions are enhanced compared with their counterparts.The Bi_(2)Al_(4)O_(9)/β-Bi_(2)O_(3)heterojunction with 14 mol%Bi_(2)Al_(4)O_(9)shows the highest photocatalytic ability for reduction of CO_(2)into CO.The enhanced photoreduction of CO_(2)performance can be ascribed to the synergistic effects of the heterojunction for electron separation and oxygen vacancies for CO_(2)activation.