V、Nb和Mn掺杂α-Bi_(2)O_(3)的光电性质研究

氧化铋(Bi_(2)O_(3))作为光催化剂,在废水处理方面拥有良好的发展前景。基于密度泛函理论的第一性原理计算,分析了钒(V)、铌(Nb)以及锰(Mn)掺杂Bi_(2)O_(3)的电子结构和光学性质。根据计算结果,半导体在离子掺杂后其禁带宽度明显缩小,此外在费米能级附近产生新的杂质能级,电子跃迁所需能量减少,导电性增加;光学性质表明掺杂体系吸收边发生红移,增强了可见光的吸收范围,为Bi_(2)O_(3)在光催化领域的应用提供了理论基础。

基于第一性原理计算Mn掺杂MoS_(2)对油中溶解气体的吸附性能

CO、C_(2)H_(2)、CH_(4)是溶解在变压器油中的典型故障特征气体,其种类和浓度能够反映油浸式变压器绝缘故障的不同类型和严重程度,进行油中溶解气体分析是在线检测变压器运行状态的重要方法.基于第一性原理,通过Mn-MoS_(2)单层对三种气体的吸附能、转移电荷、态密度和形变电荷密度等参数以及解吸性能分析和灵敏度计算,提出了一种基于Mn-MoS_(2)材料的气敏传感器对油中溶解气体进行分析的方法.结果表明Mn-MoS_(2)对CH_(4)是物理吸附,对CO和C_(2)H_(2)是化学吸附.对于Mn-MoS_(2)来说,CH_(4)在常温下吸附能力差且灵敏度低,CO在不同温度下均有较强的吸附能力,而C_(2)H_(2)在常温下吸附稳定,高温下易解吸且响应灵敏度高.因此,Mn掺杂的MoS_(2)体系可预期作为CO的气体吸附剂和检测C_(2)H_(2)的新型电阻型气敏传感器.

Mn^(2+)掺杂水溶性ZnS量子点的制备及其光致发光性能

采用共沉淀法,在3-巯基丙酸(MPA)为表面修饰剂下,成功制备出Mn2+掺杂水溶性ZnS量子点。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱仪和荧光分光光度计等表征方法研究了Mn2+掺杂剂及掺杂量对ZnS量子点的晶体结构、形貌和发光性能等的影响。结果表明,所得产物为ZnS立方型闪锌矿结构,样品呈不规则球形,粒径主要集中在9.7nm左右;在320nm激发下,Mn2+掺杂ZnS量子点出现两个发射波峰,分别位于587和637nm处,其中587nm处的发射波峰为ZnS表面态缺陷发光,而637nm处的发射波峰则属于Mn2+∶4T1-6A1能级特征发光。同时,利用红外吸收光谱对Mn2+掺杂水溶性ZnS量子点的形成机理进行了初步探讨。

Mn掺杂纳米SnO_2的气敏性能研究

为了改善纳米SnO2的气敏性能,采用共沉淀化学法制备了不同Mn掺杂量的SnO2材料。利用XRD,SEM测试手段对材料进行了表征,并研究了材料的气敏性能。研究结果表明:Mn掺杂是一种替位式掺杂;Mn掺杂量为1%时,传感器对VOCs气体具有最佳的敏感性能,并在低温时表现出优越的酒精选择性和在300℃时展示出对不同体积分数酒精良好的响应—恢复特性。

Mn^(2+)掺杂多孔CdIn_2S_4光催化剂的制备及催化制氢性能

为提高光催化剂的比表面积,以十二烷基磺酸钠(SDS)为模板剂,采用水热法制备出系列Mn2+掺杂的CdIn2S4多孔光催化剂.通过XRD、FESEM、UV-Vis、XPS等分析手段对催化剂进行了表征,考察了掺杂Mn2+浓度对多孔CdIn2S4光催剂的形貌结构和可见光催化产氢性能的影响.结果表明,Mn2+掺杂影响催化剂的晶体结构及其微观形貌,掺杂后的CdIn2S4光催化剂产氢活性显著提高,其中Mn2+(0.7%)-CdIn2S4光催化剂表现出最优产氢活性,产氢速率达到1296.2μmol/(h.g).

Mn掺杂TiO_2负载木质活性炭纤维可见光降解甲醛的研究

以木质活性炭纤维为载体制备Mn掺杂TiO2负载木质活性炭纤维光催化复合材料(Mn/TiO2-WACFs),考察Mn掺杂浓度、光照时间、光照强度、甲醛初始质量浓度和样品用量对可见光下甲醛降解率的影响.研究表明:随着光照时间的延长、Mn/TiO2-WACFs用量的增多和初始甲醛质量浓度的增大,Mn/TiO2-WACFs对甲醛的降解率逐渐提高;随着Mn掺杂浓度和光照强度的增大,Mn/TiO2-WACFs对甲醛的降解率表现出先增大后减小的趋势.在65,W节能灯光照时间4,h、甲醛初始质量浓度9.38,mg/L、n(Mn)∶n(Ti)=1∶100、Mn/TiO2-WACFs用量0.22,g的条件下,甲醛降解率高达91%,.

两亲配体包覆法制备水溶性Mn^(2+)掺杂NaYF_4:Yb^(3+)/Er^(3+)纳米粒子

采用水热法,以稀土硝酸盐为原材料合成了油酸(OA)包覆的Mn^(2+)掺杂Na YF_4:Yb^(3+)/Er^(3+)(Mn^(2+)dopedNa YF_4:Yb^(3+)/Er^(3+))纳米粒子(UCNPs),然后将氨基修饰的聚乙二醇与聚马来酸酐十八烯反应生成的两亲性聚合物m PEG-PMAO作为亲水性配体,通过两亲配体包覆法制备具有水溶性的Mn^(2+)掺杂Na YF_4:Yb^(3+)/Er^(3+)纳米粒子.随后采用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)及热重分析仪(TGA)对合成的样品进行了表征.结果表明,m PEG-PMAO聚合物包覆的Mn^(2+)掺杂Na YF_4:Yb^(3+)/Er^(3+)纳米粒子具有较好的水分散性,且粒子的平均粒径约为17.25 nm.

Mn^(2+)、Mn^(4+)共掺杂Zn_2GeO_4电子结构和光学性质的第一性原理的研究

利用第一性原理的局域密度近似(LDA)方法,对Zn_2GeO_4,Mn^(2+)掺杂Zn_2GeO_4,Mn^(2+)、Mn^(4+)共掺杂Zn_2GeO_4的光电性质进行了理论研究.结果表明,Mn^(2+)、Mn^(4+)掺杂可以提高Zn_2GeO_4的载流子浓度,从而改善Zn_2GeO_4的导电性.Mn^(2+)离子的掺杂导致Zn_2GeO_4对光的吸收由紫外区域扩展到可见光区域,Mn^(2+)、Mn^(4+)共掺杂促进Zn_2GeO_4晶体对可见光的吸收能力大幅增加,因此Mn^(2+)、Mn^(4+)共掺杂Zn_2GeO_4可以用于制备高效率的光催化剂和发光材料.

Mn^(2+)掺杂对低温生长ZnS的形貌及光致发光性能的影响

以Zn粉和S粉为原料,Au纳米颗粒为催化剂,采用低温(450℃)化学气相沉积法(CVD),在Si(100)衬底上制备了未掺杂和Mn2+掺杂的ZnS微纳米结构.利用X射线衍射仪(XRD)、能量弥散X射线谱(EDS)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和光致发光光谱(PL)等测试手段对样品的结构、成分、形貌和发光性能进行了分析.结果表明,所得ZnS样品均为六方纤锌矿结构,未掺杂的ZnS为微纳米球,在波长为450和463 nm处有2个发光强度较大的蓝光峰;Mn2+掺杂ZnS为纳米线,在波长479和587 nm处分别有1个微弱的蓝光峰和1个强度相对较大的红光峰.此外,还对ZnS微纳米结构的形成过程进行了探讨,并提出了可能的形成机理.

Mn^(2+)掺杂NaBiF_4∶Yb/Er体系的可调控上转换发光

采用溶剂热法制备了不同Mn^(2+)掺杂量的NaBiF_4∶Yb/Er/Mn上转换发光体系,研究了其形貌、晶相、上转换发光性能随Mn^(2+)掺杂量的变化,并探讨了该体系的能量传递机理.实验结果表明,Mn^(2+)的掺杂不会引起NaBiF_4从六方相转变为立方相,但会增大其尺寸;同时在NaBiF_4体系中,Mn^(2+)可以与Er^(3+)进行能量传递,使红光发射得到增强,并且随着Mn^(2+)浓度的增加,红/绿光发射强度比也会随之增大.此外,还考察了NaBiF_4∶Yb/Er/Mn体系的变温发射光谱,发现当温度升高时,红/绿光强度比以及520 nm绿光与540 nm绿光发射强度比都总体上呈增大趋势.

基于掺杂Mn2^+的聚乳酸-羟基乙酸共聚物@聚多巴胺纳米颗粒的制备

由于聚多巴胺纳米颗粒(PDA NPs)制备简单,且具有良好的生物相容性等优势,被广泛作为理想的体内药物递送载体。首先,通过纳米沉淀的方法制备了表面多孔的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米颗粒(p-PLGA NPs);然后以p-PLGA NPs为模板,在碱性有氧条件下,加入多巴胺和氯化锰(MnCl2),使其在表面聚集,制备得到掺杂Mn2^+的PLGA@PDA NPs。经透射电镜(TEM)清楚观察到呈核壳结构的纳米颗粒,表明PDA成功在PLGA NPs表面聚合。动态光散射仪(DLS)结果得出纳米颗粒的水动力学粒径为189±4nm。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和电感耦合等离子体发射光谱等表征手段,证实了Mn2^+-PLGA@PDA NPs制备成功。且通过亚甲基蓝(MB)的降解实验证实了该材料可发挥类芬顿活性,与H2O2反应产生羟基自由基,为后续应用奠定了一定的基础。

Mn2+掺杂BaGdF5:Yb/Er上转换纳米粒子的制备及其表征

本文通过一锅法制备出聚乙二醇(PEG)稳定的Mn2+掺杂的BaGdF5:Yb/Er纳米粒子(NPs)。傅里叶变换红外光谱证明PEG被成功修饰在Mn2+掺杂的BaGdF5:Yb/Er纳米粒子表面。透射电镜(TEM)结果说明:逐渐增加Mn2+掺杂的含量,纳米粒子的尺寸大约从20 nm转变到10 nm;X射线衍射(XRD)证明Mn2+掺杂的含量X%(X=0,10,20,30,40,50)变化,纳米粒子的晶体结构并无明显变化;荧光光谱证明;Mn2+掺杂可以提高纳米粒子的上转换荧光强度。

Mn掺杂Ni（OH）2的合成及电化学性能研究

本工作采用缓冲溶液法制备Mn掺杂Ni(OH)2(Ni1-xMnx(OH)2,x=0.1,0.2,0.3,0.4),X射线衍射测试表明样品主要是β相,有少量Mn3O4杂相;循环伏安测试表明,x=0.2的材料还原峰积分面积最大、还原分支的峰电流最高;恒流充放电测试表明,在100 mA/g电流密度下,Ni0.8Mn0.2(OH)2放电比容量最高,其第20次循环放电比容量为271.8 mAh/g,同等条件测试的商用β-Ni(OH)2放电比容量为253.6 mAh/g;在300、500 mA/g电流密度下,Ni0.8Mn0.2(OH)2放电比容量仍保持最高,分别为294.7、291.5 mAh/g,而且Mn掺杂Ni(OH)2的循环稳定性也优于商用β-Ni(OH)2。Mn掺杂可改善镍电极的循环稳定性、降低镍电极成本,具有广阔的应用前景。

Mn2+/N2-共掺杂Zn2GeO4晶体电子结构和光学性质的研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法对本征Zn2GeO4,Mn2+掺杂Zn2GeO4,Mn2+/N2-共掺杂Zn2GeO4超晶胞进行了几何结构优化,计算了掺杂前后体系的晶格常数、能带结构、态密度和光学性质.结果表明,Mn离子掺入后,Mn离子3d轨道与O离子2p轨道之间有强烈的轨道杂化效应,掺杂系统不稳定,而Mn/N离子共掺后,Mn离子和N离子之间的吸引作用克服了Mn离子之间的排斥作用,能够明显地提高掺杂浓度和体系的稳定性.光学性质计算结果表明,Mn离子与N离子共掺杂能改善Zn2GeO4电子在低能区的光学跃迁特性,增强电子在可见光区的光学跃迁;吸收谱计算结果显示,Mn离子与N离子掺入后体系对低频电磁波吸收增加.

KSrGd(PO_4)_2︰Eu^(2+),Mn^(2+)红色荧光粉的合成和发光性能

采用改进的高温固相法合成了Eu2+/Mn2+掺杂的KSrGd(PO4)2荧光粉.用X射线粉晶衍射仪和荧光光谱仪对样品进行了表征.结果表明:Eu2+离子和Mn2+离子成功掺入了KSrGd(PO4)2晶格中,基质晶体结构未见明显变化.Eu2+的发射峰位于522 nm,Mn2+的发射峰位于618 nm.通过Eu2+和Mn2+之间的能量传递,KSrGd(PO4)2荧光粉在紫外光激发下发出明亮的红光.

Mn掺杂二氧化锡纳米带的制备及光学性质的研究

通过热蒸发法,以金为催化剂成功制备了Mn掺杂SnO2纳米带.并采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和X射线荧光光谱（XRF）表征了Mn掺杂纳米带的结构和性质.结果表明样品表面光滑、平整,结晶良好,结构单一.紫外-可见光吸收光谱测试表明Mn掺杂二氧化锡纳米带在紫外区有强的吸收,其带隙为3.4 eV,吸收带边波长变为364.7 nm,比二氧化锡的吸收边344 nm红移了约20 nm.光致发光光谱（PL）显示Mn掺杂SnO2纳米带在波长为550～750 nm范围发光谱线的强度高于纯净的纳米带.光致发光谱共有3个发光峰,分别位于585nm、626 nm和673 nm处.在673 nm处的发光峰主要由纳米带中的O原子空位引起;585nm及626nm处的发光峰源于纳米带中掺杂Mn的4T1 （4G）→6 A1 （6S）跃迁光发射.

纳米Zn2SiO4∶Mn包覆SiO2颗粒的制备及表征

采用水热合成方法添加KOH在SiO2颗粒表面包覆Mn^2＋掺杂纳米Zn2SiO4,通过X射线衍射（XRD）仪、扫描电子显微镜（SEM）、能谱、光致发光（PL）光谱仪对产物的晶体结构、形貌及光学性能进行表征,并对Zn2SiO4晶体在水热反应过程中的反应机制进行了讨论。XRD测试结果表明：220℃水热条件下,添加少量KOH,反应不同时间后,可在石英砂表面生成一层Zn2SiO4;SEM照片显示所生成的Zn2SiO4为六棱柱形,并且不同反应条件下Zn2SiO4的包覆程度不同。反应产物经光致发光性能研究表明：Mn^2＋掺杂纳米Zn2SiO4包覆SiO2样品中显示两套光致发光谱,一套为250nm左右激发产生的522nm绿色发光带,另一套为340～410nm宽带激发的440nm蓝色发光带,前者为典型的Mn^2＋离子发光,后者440nm发光带则有可能来源于基体SiO2的氧空位缺陷。

Mn：CdTe量子点的水相合成及荧光性质

采用水相合成法合成了Mn2＋掺杂CdTe量子点（Mn：CdTe d-dots）.通过荧光光谱（PL）分析、原子力显微镜（AFM）和X线粉末衍射（XRD）分析、电子能谱（EDS）分析对产物进行了表征.研究了反应时间、温度、Mn2＋掺杂量、pH值及巯基丙酸（MPA）与镉离子的比例对掺杂量子点发光性能的影响.结果表明：反应时间、温度、pH、MPA与Cd2＋的比例对量子点的粒径大小、粒径的分布和粒子的生长速度均有影响;Mn2＋的掺杂主要影响量子点的发光性能及热稳定性.本实验通过在CdTe量子点中掺杂Mn2＋,进一步改良CdTe的发光性能及热稳定性,扩大了量子点的应用范围.

受主掺杂对BaSnO_3电阻的电学性能影响

测试BaSnO3电阻样品的复阻抗、损耗电学性能,通过对实验结果的分析得知,通过受主Na2CO3及Mn(NO3)2复合掺杂能够有效增加该材料的晶界电阻.同时得出随着Mn(NO3)2掺杂量的增大,材料的电阻增大,且当掺杂量为1.0 mol%时,材料的电阻率为3.3×106Ω.cm;而其介电系数与损耗则随着Mn(NO3)2掺杂量的增加而减小,在1 kHz下的介电系数为1.9×104,损耗为0.34.

水热法制备F/Mn共掺杂SnO2纳米粒子的合成与表征

采用水热法制备了具有金红石结构的F-Mn共掺杂SnO2纳米粒子,研究了碱源、pH值、掺杂剂、表面活性剂、煅烧温度对F/Mn共掺杂SnO2纳米粒子晶相、微观形貌、分散性和光学性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外/可见/近红外分光光度计对F-Mn共掺杂SnO2纳米粒子进行了表征。结果表明,该方法可以获得较高的结晶度、较小的粒径和分散良好的F-Mn共掺杂SnO2纳米粒子。F-Mn共掺杂SnO2涂层具有较好采光的同时有较好的近红外屏蔽性能,其中可见光透过率约为90%,近红外阻隔率约为93%。