新型闪烁晶体Ln_2SiO_5的研究进展

作为新型无机闪烁晶体材料,稀土硅酸盐系列晶体Ln2SiO5(Ln-Gd3+,Y3+,Lu3+)近年来受到广泛关注.本文综述了Ln2SiO5系列晶体的结构,Ce3+荧光机制及晶体生长研究的进展,总结了它们的闪烁性能,应用和有待深入研究的问题.

V_2O_5/γ-Al_2O_3和V_2O_5/SiO_2负载型催化剂对异丁烷的催化脱氢性能

用浸渍法制备了V2 O5/γ Al2 O3 和V2 O5/SiO2 负载型催化剂 ,应用H2 TPR、NH3 TPD、ESR等物理化学技术对其作了表征 ,比较了它们在 5 80℃时对异丁烷脱氢反应的催化性能。结果表明 ,V2 O5/γ Al2 O3 催化剂的脱氢活性较好 ,异丁烷转化率为 35 4 % ,这与γ Al2 O3 表面钒物种易还原 (还原温度为 5 4 2℃ )和分散状态好有关 ;而V2 O5/SiO2 催化剂显示出 96 %的高异丁烯选择性则与SiO2

纳米晶Y_2SiO_5∶Eu的浓度猝灭研究

报道了分别用溶胶－凝胶法合成的Ｙ２ＳｉＯ５∶Ｅｕ纳米晶和用高温固相法合成常规尺度的Ｙ２ＳｉＯ５∶Ｅｕ材料的光致发光光谱和猝灭浓度的实验研究．结果表明：纳米Ｙ２－ｘＥｕｘＳｉＯ５比常规尺度的Ｙ２－ｘＥｕｘＳｉＯ５有更高的猝灭浓度和更高的发光亮度．理论分析认为这是由于在纳米材料中能量共振传递被阻断和猝灭中心在各个纳米晶内分布的涨落造成的．这个结果为高亮度的Ｙ２ＳｉＯ５∶Ｅｕ纳米材料的实际开发应用展示了广阔前景．

Si/3Al_2O_3·2SiO_2+BSAS/Yb_2SiO_5环境障涂层1300℃抗水蒸气性能研究

采用电子束物理气相沉积和等离子喷涂工艺在Cf/SiC基体上制备了Si/3Al2O3.2SiO2+BSAS/Yb2SiO5环境障涂层(Environmental Barrier Coatings,EBC),研究了在1300℃、1.013×105Pa、气体流速为0.54m/s的水蒸气环境中Cf/SiC基体和EBC涂层的抗水蒸气性能。结果表明:涂覆Si/3Al2O3.2SiO2+BSAS/Yb2SiO5EBC的Cf/SiC试样,在实验进行到175h时开始出现失重,实验过程中生成的Yb(OH)3和Si(OH)4气体不断地挥发是造成Yb2SiO5面层变薄并导致试样失重的主要原因;同时,3Al2O3.2SiO2+BSAS中间层内Ba,Sr,Al元素的向外扩散、Yb2SiO5面层中的Yb元素向内扩散,以及EBC涂层内存在的残余应力是导致EBC发生失效的主要原因。

SiO_2-ZrO_2陶瓷型芯与DZ125,DD5和DD6三种铸造高温合金的界面反应

采用热压注工艺制备以钙稳定氧化锆为矿化剂的SiO2-ZrO2陶瓷型芯试板,继而通过定向凝固分别在1510℃和1530℃制备SiO2-ZrO2型芯与DZ125,DD5和DD6三种高温合金的界面反应空心试板,将空心试板于相同高度处横向剖开,对获得的合金/型芯界面反应试样的微观形貌进行SEM和EDS分析。结果表明,SiO2-ZrO2陶瓷型芯在1500℃以上的高温化学稳定性差,与DZ125,DD5和DD6合金均发生不同程度的界面化学反应,反应产物类型与合金成分密切相关。对于Hf含量较高的DZ125合金来说,合金中Hf与SiO2-ZrO2型芯中的SiO2反应生成HfO2,并在合金表面富集,阻止了合金中Al与型芯的反应。对于Hf含量较低的DD5,DD6合金来说,合金与SiO2-ZrO2型芯界面反应的产物是Al2O3,其由合金中Al与SiO2反应生成,而矿化剂钙稳定氧化锆对这一界面反应有促进作用。

Bi_2SiO_5的亚稳定相平衡的研究

通过ＤＴＡ和ＸＲＤ研究了Ｂｉ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统及其化合物Ｂｉ２ＳｉＯ５（１∶１相）的亚稳定相平衡，发现亚稳相Ｂｉ２ＳｉＯ５的析晶温度大约为８４５℃．在Ｂｉ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统的广泛区域内（ＳｉＯ２摩尔分数大于３０％）熔体冷却时易于自发成核析出Ｂｉ２ＳｉＯ５相，并且该相在进一步冷却时无其它相变产生，直到室温下也可稳定存在．

Sr_3SiO_5:Eu^(2+)材料光谱特性研究

采用高温固相法制备了用于白光LED的Sr3SiO5:Eu2+材料.研究了合成温度及Sr/Si对样品光谱特性及结构的影响.结果显示,随合成温度的升高或Sr/Si的减小,样品的主发射峰均产生了明显的红移,同时,样品的晶体结构也受到了影响.利用InGaN管芯激发Sr3SiO5:Eu2+材料,表现出显色性较好的白光发射光谱,色坐标为(x=0.348,y=0.326).

CaO-SiO_2-Fe_tO-P_2O_5渣中磷的富集行为

通过考察不同温度下CaO-SiO2-FetO-P2O5熔渣中磷在2CaO·SiO2颗粒内部和表面以及熔渣本体中的浓度分布规律,对CaO-SiO2-FetO-P2O5熔渣中磷的富集行为进行了研究.结果表明:熔渣中存在的2CaO·SiO2固体颗粒为渣中磷富集提供了场所,磷向2CaO·SiO2颗粒富集并形成2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固溶体(富磷相).磷从熔渣本体向2CaO·SiO2颗粒的富集过程可认为是由磷自熔渣本体向2CaO·SiO2颗粒表面的传质、在2CaO·SiO2颗粒表面形成2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固溶体以及磷通过固溶体产物层由颗粒表面向其内部扩散的3个子过程组成.提高温度对熔渣中磷向2CaO·SiO2颗粒的富集起到促进作用.小粒径2CaO·SiO2颗粒相比于大粒径颗粒虽然可以在较短时间内完成磷的富集过程,但大粒径的2CaO·SiO2颗粒有利于其所形成的富磷相与钢渣本体的分离.

新型Yb_2SiO_5环境障涂层1400℃高温氧化行为

采用电子束物理气相沉积和等离子喷涂工艺在Cf/SiC基体上制备出Si/3Al2O3·2SiO2+BSAS(1-xBaO-xSrOAl2O3-2SiO2,0≤x≤1)/Yb2SiO5环境障涂层,研究该涂层在1400℃恒温环境下的抗氧化性能。结果表明:涂覆环境障涂层的Cf/SiC试样,在氧化实验进行到80h时开始出现失重。3Al2O3·2SiO2+BSAS中间层内的Ba和Al元素向外扩散,并在Yb2SiO5面层中发生反应生成BaO2和Al2Yb4O9,BSAS在1400℃恒温氧化环境下发生烧结和收缩,以及由于热膨胀系数差异造成的环境障涂层内残余应力的产生均是导致涂层过早剥落失效的主要原因。

Eu^(3+)和Tb^(3+)掺杂的Y_2SiO_5体系发光特性研究

采用溶胶 凝胶法合成了Eu3+和Tb3+掺杂的Y2SiO5基发光材料。通过测量它们的激发光谱和发射光谱,研究了它们的发光特性,探讨了材料中Tb3+和Eu3+两种发光中心间的能量传递关系。结果表明,Eu3+在其中的特征发射以5D0→7F2电偶极跃迁为主,Eu3+处于非反演对称中心格位;Tb3+在其中的发射为5D4→7FJ(J=4～6)跃迁发射。当Eu3+和Tb3+共存于Y2SiO5基质中时,Eu3+的发射增强,Tb3+的发射减弱,存在Tb3+→Eu3+能量传递,Tb3+对Eu3+具有敏化作用。

Sr_5SiO_4Cl_6∶Eu^(2+)蓝白色荧光粉的发光特性研究

采用高温固相法合成了Sr5SiO4Cl6∶Eu2+荧光粉。该荧光粉在近紫外360 nm激发下,出现了峰值位于454 nm稍不对称的发射峰,对其进行Gaussian曲线拟合,分解得到了451和470 nm两个明显的发射峰。利用Van Uitert公式讨论了晶格环境对Eu2+发光中心能量状态的影响,得出451和470 nm发射峰为Eu2+分别占据九配位和八配位的Sr2+格位跃迁产生的。研究了烧结温度以及Eu2+含量对荧光粉发光强度的影响。

SiO_2改性的Cu-ZnO/HZSM-5催化剂及合成二甲醚性能

以廉价的硅酸钠为硅源,碳酸钠为沉淀剂,采用共沉淀沉积法制备了S iO2改性的Cu-ZnO/HZSM-5催化剂,用XRD、SEM、H2-TPR、XPS等手段进行了表征,考察了对CO2加氢合成二甲醚的催化活性。结果表明,S iO2促进了催化剂前驱体的分散,延缓了焙烧后催化剂晶粒的长大和颗粒的团聚。S iO2改性的同时影响了CuO的分布状态及还原过程。1.0%S iO2改性的Cu-ZnO/HZSM-5催化剂,用于CO2加氢合成二甲醚,CO2转化率和二甲醚的收率达28.53%和16.34%,与未经改性的Cu-ZnO/HZSM-5相比,CO2转化率和二甲醚收率分别提高了20%和34%;继续增大S iO2用量,催化剂的活性反而降低。XPS和AES表征表明,1.0%S iO2改性的Cu-ZnO/HZSM-5催化剂中,Cu0是甲醇合成的活性中心,锌以ZnO的形式存在。

Ca_3SiO_5∶Eu^(2+)材料光谱特性研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ca3SiO5∶Eu2+发光材料。测量了材料的激发与发射光谱,结果显示,材料的发射光谱为一峰值位于505 nm处的不对称的宽带谱;监测505 nm发射峰,所得材料的激发光谱为一双峰宽谱,峰值为374和397 nm。研究了合成条件对Ca3SiO5∶Eu2+材料发射光谱的影响,结果显示,随合成温度或合成时间或Eu2+浓度的增大,Ca3SiO5∶Eu2+材料发射光谱峰值强度均表现出先增大后减小的趋势,当合成温度为1 100℃、合成时间为4 h、Eu2+浓度为0.5 mol%时,Ca3SiO5∶Eu2+材料发射光谱峰值强度最大。

SiO_2改性的V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂抗碱中毒性能研究

以陶瓷为骨架,用溶胶凝胶法和浸渍法制备了V2O5-MoO3/TiO2催化剂,并用SiO2进行改性。采用浸渍法模拟碱K中毒,研究了SiO2改性前后催化剂中毒脱硝效率的变化,并通过BET、H2-TPR、NH3-TPD等技术手段对催化剂进行了表征。结果表明,加入SiO2后,催化剂的比表面积明显提高。SiO2改性后新鲜催化剂还原温度向低温方向迁移10℃左右,氧化还原能力得到了提高,其表面酸强度和酸量也得到较大的提高。反应评价结果表明,SiO2改性可以提高催化剂抗碱中毒的性能。

二步法合成笼状大孔/介孔三维有序Cs_2O-Sb_2O_5/SiO_2

以聚氯乙烯（PS）胶晶束为模板,正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,采用原位溶胶凝胶-水热法负载活性组分Cs2O-Sb2O5,制备出具有笼状大孔的介孔Cs2O-Sb2O5/SiO2材料。用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、物理吸附与化学吸附（N2-TPD、CO2-TPD和NH3-TPD）以及X衍射（XRD）等手段对样品进行表征。结果表明,该材料呈3DOM笼状结构,大孔孔径约150 nm,孔壁有介孔存在,介孔孔径主要集中在5 nm。以BJH方法计算,在P/P0=0.9919时测得孔容积为约2.98 cm3.g-1,BET方法测得比表面积约为103.5m2.g-1,制得的催化剂具有酸碱双中心,碱强度为150℃和443℃,碱量为1.0~1.2 mmo.lg-1。酸强度为200℃,酸量为0.51~0.55 mmo.lg-1。以醋酸甲酯与甲醛在固定床反应器上合成丙烯酸甲酯为探针反应,对所合成的催化剂进行考察,得到丙烯酸甲酯的收率在50~55%,与相同活性组分的介孔催化剂相比,笼状大孔/介孔催化剂由于空间形貌决定其催化活性、选择性、重复使用及抗积碳等性能显著提高。

Ru助剂对Co/SiO_2/HZSM-5催化剂合成航空燃油类烃的影响

以中孔硅胶和微孔HZSM-5分子筛为复合载体,添加Ru制备了钴基催化剂,考察了Ru添加量（1%-4%,质量分数）对催化剂结构和固定床费托合成航空燃油类烃的影响。实验结果表明,制备的复合载体催化剂有一定的微孔和中孔结构,Ru的添加有利于Co分散,Ru促进的催化剂低温还原过程提高了催化剂在150-750℃的还原度和CO转化率,复合载体中HZSM-5分子筛利用其微孔结构,提高了异构烃的收率。当Ru负载量为1%时,CO转化率达到62.8%,航空燃油类烃的收率达到37.7%,包括约10.9%的异构烃。 Ru负载量超过2%时,增强的催化剂CO加氢活性和CH4选择性,导致合成产物向低碳烃方向偏移。

溶胶-凝胶法制备P_2O_5-SiO_2快质子导电玻璃

采用溶胶-凝胶法制备了P2O5-SiO2快质子导电玻璃,并借助DSC、XRD、FT-IR等测试手段分析了质子导电玻璃的热历史、微结构等,探讨了玻璃中磷含量、温度、OH基团对导电率的影响。

不同钒载量V_2O_5/SiO_2催化剂上异丁烷催化脱氢制异丁烯的研究

采用浸渍法制备了不同钒载量的V2O5/SiO2催化剂,并用XRD、FT-IR、TPR和微反活性评价等手段对催化剂表面钒物种的分散状态和异丁烷脱氢反应性能进行了研究。结果表明,当V2O5负载量低于8%时,催化剂表面主要为还原性能较好、单层分散的孤立与低聚合度的钒氧物种;当V2O5负载量大于8%时,催化剂表面开始形成还原性较差的高聚合度钒氧物种和V2O5晶体。异丁烷脱氢活性测试结果显示,V2O5最佳负载量为8%,此时异丁烷转化率可达34%,异丁烯选择性为95%。

CaO-P_2O_5-SiO_2系统生物活性纳米粒子形貌和粒径分布影响因素探讨

制备了TritonX-100／正辛醇／环己烷／水微乳液,并研究了该微乳液系统稳定相行为与制备条件的关系。在稳定的微乳液系统中制备出CaO-P2O5-SiO2系统生物玻璃纳米粒子。采用X射线衍射、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-解吸(BET)技术并结合测量统计法对样品的晶相、形貌、粒度进行表征。研究表明:粒子尺寸与工艺参数σ(表面活性剂与助表面活性剂的质量比)、ω(水与表面活性剂的摩摩尔比)、γ(水与醇盐的摩尔比)等有关。在σ为1.2,ω为6,γ为8条件下可制得平均粒径为25nm的球形无定形态生物玻璃粒子。

CaO-P_2O_5-SiO_2系统溶胶—凝胶生物活性多孔材料的降解特性及生物活性研究

通过溶胶—凝胶法合成制备了CaO-P2O5-SiO2系统溶胶—凝胶生物活性玻璃,并通过一定的烧结工艺将其制备成用作骨组织工程支架的多孔材料。采用生物材料的体外实验方法(invitro)及DTA、XRD、SEM及FTIR等材料显微结构及性能研究手段分析研究了烧结温度对多孔材料的显微结构、生物活性和可降解性能的影响。