Nd^(3+):GdScO_(3)晶体场能级及拟合分析

采用提拉法生长出了钕掺杂钪酸钆晶体(Nd^(3+):GdScO_(3)),通过低温吸收光谱和室温发射光谱,对其中Nd^(3+)的实验能级进行分析指认,确定了Nd^(3+):GdScO_(3)的66个实验Stark能级,拟合了其自由离子参数和晶体场参数,拟合均方根误差为13.17 cm^(–1).与Nd^(3+):YAP和Nd^(3+):YAG相比,Nd^(3+):GdScO_(3)的晶场强度较弱.弱的晶体场强度有可能是Nd^(3+):GdScO_(3)晶体具有优良激光特性的原因之一.本文数据集可在https://www.doi.org/10.57760/sciencedb.15702中访问获取.

Yb^(3+)/Nd^(3+)掺杂对Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶Cr^(3+)发光性能的影响

近红外荧光粉由于其独特的物理特性和广阔的应用前景吸引了人们极大的研究兴趣。本文通过高温固相反应法合成Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+)近红外荧光粉,使用460 nm蓝光激发样品的发射波长位于833 nm,半峰宽为117 nm。随后引入稀土离子合成Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Yb^(3+)和Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Nd^(3+)近红外荧光粉。相比Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),460 nm蓝光激发的Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Yb^(3+)同时出现Cr^(3+)和Yb^(3+)特征发射峰,经过光谱分析和荧光寿命变化证明Cr^(3+)-Yb^(3+)存在能量传递通道,最高使Cr^(3+)-Yb^(3+)能量传递效率达80.2%,得益于Yb^(3+)卓越的热稳定性促使整体荧光光谱热稳定性提高约3.7倍。设计合成的Sr_(9)Ga(PO_(4))_7∶0.8Cr^(3+),Nd^(3+)样品调制出833,876,1 060 nm的多峰发射,显著拓宽了近红外光谱范围。最终,讨论了荧光粉在温度传感和无损检测领域的应用,证明该系列荧光粉具有广阔的应用前景。

Nd^(3+)掺杂钙钛锆石(Ca_(1-x)Nd_(x)ZrTi_(2)O_(7+x/2))相变行为的研究

为研究钙钛锆石对放射性元素Am^(3+)的稳定固化作用,以Nd^(3+)为Am^(3+)的模拟元素,系统研究了高温固相法制备Ca_(1-x)Nd_(x)ZrTi_(2)O_(7+x/2)时,Nd^(3+)异价取代钙钛锆石晶格中Ca^(2+)位(0≤x≤1.0)所导致的相态演变行为。合成Ca_(1-x)Nd_(x)ZrTi_(2)O_(7+x/2)的XRD、Raman、BSE和EDS测试结果表明:钙钛锆石(Zirconolite)晶格对Nd^(3+)离子的固溶量可达70%(x=0.7),可有效实现对Am^(3+)模拟元素Nd^(3+)离子的固化。但随着Nd^(3+)掺杂量(x≤0.3)增加,Zirconolite-2M晶格中O^(2-)和Nd^(3+)的无序化程度逐渐增加、(Ca/Nd)-O键长逐渐变小,直至(x=0.4)引起Zr^(2+)、Ti^(4+)附近的O^(2-)配位数发生改变(ZrO7→ZrO8、TiO5→TiO6),Zirconolite-2M晶格结构开始向Zirconolite-4M转变。x=0.5时,陶瓷体完全转变为Zirconolite-4M晶格且O^(2-)和Nd^(3+)有序度重新变高、Ti—O键长增加;直至x=0.6、x=0.7时,陶瓷体仍为单一Zirconolite-4M结构,但晶格中O^(2-)和Nd^(3+)的有序度又逐渐降低,以至于在x=0.7陶瓷体亚晶格中微量Ca^(2+)、Zr^(4+)、Nd^(3+)离子占位转变为烧绿石(Pyrochlore)结构。而在0.8≤x≤0.9范围内,Zirconolite-4M结构完全消失,陶瓷体为多相共存状态(Pyrochlore、ZrTiO_(4)和Nd2(TiZr)_(4)O_(11)物相)。Nd^(3+)完全取代Ca^(2+)位(x=1.0)时,陶瓷体变为单一Nd2(TiZr)_(4)O_(11)固溶体相。陶瓷体晶粒的BSE和EDS分析证实了这种相变规律。

g-C_(3)N_(4)-Nd的制备及其光催化性能

通过热聚合法成功制备了g-C_(3)N_(4)-Nd复合催化剂,利用SEM、XRD、FT-IR和紫外-可见漫反射光谱仪等分析方法探究了其微观形貌、晶体结构和光催化特性。结果显示,g-C_(3)N_(4)-Nd复合催化剂展现出优异的光催化性能,当Nd负载质量分数为1.5%时,光催化降解效果最佳,其对盐酸四环素(TCH)的降解率从51.1%提升至68.5%。经过3次连续的降解试验验证,g-C_(3)N_(4)-Nd复合光催化剂具备优异的重复利用性能。

溶液燃烧法制备Nd^(3+)掺杂LaBO_(3)荧光粉

以La(NO_(3))_(3)·6H_(2)O、H_(3)BO_(3)为原料、C_(2)H_(5)NO_(2)为燃烧剂、Nd(NO_(3))_(3)·6H_(2)O为改性剂,通过溶液燃烧法合成Nd^(3+)掺杂LaBO_(3)荧光粉。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)以及荧光光谱(PL)对产物进行表征分析。结果表明,制备的粉体均为正交晶系硼酸镧,在煅烧温度875℃、Nd^(3+)掺杂量3%的优化条件下制备的硼酸镧荧光粉发光性能最好,且其在紫外光区和可见光区均表现出良好的光吸收性能,发蓝绿色光,可广泛应用于激光照明和LED照明等领域。

肠炎沙门菌感染对蛋鸡肝脏ATP5G3、ND2基因表达的影响

肠炎沙门菌是引起急性胃肠炎的主要病原菌,感染后会出现发热、腹泻和呕吐等症状,属于无宿主特异性但是具有侵害性的病原菌。该病原菌不仅能使家禽死亡造成严重的经济损失,还会使人食物中毒,引发公共卫生安全。为探讨ATP5G3和ND2基因对蛋鸡肠炎沙门菌感染后的表达调控,本试验选取17周龄海兰褐蛋鸡50只,随机分为2组,试验组接种0.3 ml肠炎沙门菌菌液,对照组接种等量PBS。感染后1、3、5、7、14 d分别采集照组和试验组肝脏组织,检测ATP5G3和ND2在肝脏中的表达变化。结果表明,海兰褐鸡感染肠炎沙门菌后,试验组ATP5G3和ND2的表达量均在5 dpi开始高于对照组,表现为差异极显著(P<0.01)。初步揭示了肠炎沙门菌在宿主感染后影响ATPase基因的表达,进而影响机体能量代谢。

Nd^(3+)掺杂磷酸盐激光玻璃猝灭浓度的计算与预测

通过研究稀土离子在玻璃中激发态布居数与掺杂浓度之间的关系,建立了一种半定量的激光玻璃发光猝灭浓度预测的研究方法。研究发现,在Nd^(3+)掺杂磷酸盐玻璃中,无辐射跃迁速率与浓度的线性相关性大于其与浓度的平方相关性,表明OH-对无辐射跃迁几率的影响大于稀土离子之间的能量传递过程。选择低浓度下的荧光寿命代替自发辐射跃迁寿命预测猝灭浓度,有效降低了多声子弛豫以及OH-的影响,预测发光猝灭浓度与实验值的绝对误差从0.82%降低到了0.16%。本文所提出的预测计算方法具有较高的准确性和普适性,这为理论预测激光玻璃的猝灭浓度提供了一定的指导意义,有助于新型激光玻璃的研究和探索。

具有光热转换能力的近红外光学测温材料BaY_(2)O_(4)∶Nd^(3+)

光热治疗亟需一种准确、高效、分辨率高且适用于深层生物组织的测温手段以辅助其治疗过程。本文以高温固相法合成了BaY_(2)O_(4)∶Nd^(3+)材料,并基于Nd^(3+):^(4)F_(3/2)的Stark劈裂能级实现了较为精准的光学测温。数据表明,其测温的绝对灵敏度、相对灵敏度及分辨率的最佳值可分别达到0.09%·K^(-1)、0.69%·K^(-1)和0.05 K,优于大多数同类型温度计的相应数值。与此同时,因该光学温度计的激发和发射波长均位于生物窗口之内,使其在生物组织中的穿透深度可达到8 mm。另外,该材料还具有一定的光热转换能力。上述结果表明,Nd^(3+)单掺的Ba Y_(2)O_(4)在深层组织的光热治疗方面具备一定的应用潜力。

Spectra and Upconversion of Neodymium Tungstate Crystals

The neodymium tungstate single crystals Nd-2(WO4)(3) were grown using the Czochralski method. The energy level scheme of Nd3+, was obtained through the spectral measurement. The upconversion luminescence of the crystals at 457 and 657 nm, corresponding to the (D5/2-->I11/2)-D-4-I-4 and (2)G(7/2)-->I-4(9/2) transitions, respectively, excited by 808 nm of a laser diode, was observed at room temperature. The fluorescence intensity and the excitation light power have a linear relationship at 457 nm and a quadratic relationship at 657 nm.

Ba_((1-x))Nd_(x)Ti_((1-y))Mg_(y)O_(3)陶瓷及其介电性能研究

实验采用高能球磨-固相合成法,将Nd^(3+)/Mg^(2+)掺杂到反应物体系中,制备了具有钙钛矿结构的Ba_((1-x))Nd_(x)Ti_((1-y))Mg_(y)O_(3)(取x=0.005,y分别取0.005、0.01、0.015)陶瓷粉体。XRD晶相分析表明,所制备的粉体主晶相为四方相钙钛矿型晶体结构;SEM形貌分析表明,Nd^(3+)/Mg^(2+)共掺具有显著细化晶粒的作用,能够提高其耐压性能,并有效改善陶瓷的介电性能。电学性能分析结果表明,随着Mg^(2+)引入比例的提高,其介电常数(ε_(r))呈现先增大后减小的趋势,介电损耗(tanδ)呈现先减小后逐渐增大的趋势,绝缘电阻(R)和直流击穿强度呈一直增大趋势。当Nd^(3+)/Mg^(2+)摩尔比为1:2时,综合介电性能最佳。

原位固化杨梅单宁对Nd^(3+)的吸附特性研究

以富含单宁的杨梅树皮为原料,通过甲醛交联剂原位固化杨梅单宁(SIBT)制备吸附材料,研究了该吸附材料对Nd3+的吸附特性。实验表明:当Nd3+溶液的初始质量浓度为432 mg/L、反应温度为303 K时,该吸附材料对Nd3+的平衡吸附量可达到342.14 mg/g,其吸附等温线符合Freundlich方程。平衡吸附量受pH值和温度的影响:pH值在3.0~5.5范围内,吸附量随pH值升高而增加,pH值>5.5时,吸附量开始逐渐下降;温度为283~313 K时,Nd3+的吸附量变化不大,温度超过313 K时,吸附量开始下降;与温度因素的影响相比较,pH值对平衡吸附量影响较大。研究还表明,这种吸附剂对Nd3+的吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,由拟二级速率方程计算所得到的平衡吸附量与实测值的偏差在4%以内,具有很好的一致性。

ZBLAN玻璃中Nd^(3+),Tm^(3+),Yb^(3+)的上转换发光特性

采用高温固相法制备了Nd,Tm和Yb掺杂的ZBLAN玻璃上转换材料。Tm3+,Yb3+的摩尔浓度分别固定为0.01%,0.3%,Nd3+摩尔浓度变化范围为0.1%～2%。在室温下,测试了样品在300～1 000nm间的吸收光谱。在798 nm近红外光激发下,测试了样品的上转换光谱。实验发现,样品在798 nm红外光激发下发出了较强的多波段(红,蓝和绿)的可见光。由上转换可见光各波段的发射谱线,给出了能级跃迁机制。蓝光主要来源于Tm3+的激发态1G4到基态3H6的跃迁,绿光来源于Nd3+的2H7/2到基态4I9/2的跃迁,红光来源于Nd3+的2H11/2到基态4I9/2的跃迁。研究发现,在Nd3+,Tm3+,Yb3+∶ZBLAN玻璃样品中存在激发态吸收,能量转移和交叉弛豫等上转换过程。其发光机理是Nd3+,Tm3+和Yb3+离子之间的能量转移。根据Nd3+摩尔浓度不同其上转换发光强度不同,分析了掺入稀土的浓度对上转换发光效率的影响。当Nd3+浓度为1.5%(摩尔分数)时上转换发光最强,大于1.5%后发光开始减弱。

P204-P507在酸性硫酸盐溶液中对Nd^3＋和Sm^3＋的协同萃取

采用恒摩尔法、斜率法以及饱和容量法研究从硫酸介质中用P204(D2EHPA,用(HA)2表示)与P507(HEHEHP,用(HL)2表示)协同萃取Nd3+或Sm3+的性能与机理,并测定协萃反应的热力学平衡常数Ks.e,求得反应的焓变和熵变。结果表明,萃取反应呈现正协同效应,且协萃过程为放热反应,协萃配合物组成分别为Nd.(HA2)2.HL2和Sm.(HA2)2.HL2。因此,P204与P507混合使用可以改善硫酸介质下稀土的萃取分离效果。

黄杆菌ND3菌株的分离和降解萘的研究

从工业污水中分离出高效降解萘的菌株黄杆菌(Flavobacterium)ND3,该菌株还能降解水杨酸、对羟基本甲酸和苯乙酸,对氨苄青霉素(100μg·ml^(-1))和氯霉素(150μg·ml^(-1))具有抗性,含有一个大质粒.适合该菌株生长的最适培养条件被确定.在最适培养条件下,ND3菌株对萘的降解率达98%以上.

Nd^(3+)掺杂对LiFePO_4结构及电化学性能的改善

采用两步加热高温固相法合成了掺杂Nd3+的LiFe1-xNdxPO4/C复合材料(x=0,0.01,0.02,0.04,0.06,0.08)。用TG-DSC对前驱体进行分析和SQUID(超导量子干涉仪)对样品中Fe3+的磁性测定,优化了合成工艺条件;采用XRD、FE-SEM、EDS等方法分析了样品的结构并对其电化学性能进行了测试。结果表明:LiFe1-xNdxPO4/C复合材料具有橄榄石型结构;当Nd3+的掺杂量6%(物质的量分数)、煅烧温度700℃、煅烧时间16 h时,样品在0.2C(1C=170.0 mA.g-1)电流密度下的最大放电比容量可达165.2 mAh.g-1,循环100次后的容量保持率仍为92.8%,在1C、2C、5C下的最大放电比容量分别为146.8、125.7和114.8 mAh.g-1。通过测定样品在不同较低倍率下的放电比容量,采用外推法得出制备样品的实测理论比容量为168.7 mAh.g-1。

反相微乳液介质中Nd_2(CO_3)·_38H_2O的可控合成

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/正辛烷/硝酸钕[Nd(NO3)3]溶液(碳酸钠溶液)所组成的反相微乳液为反应介质,采用微乳液溶剂热法合成了Nd2(CO3)3·8H2O,并考察了水/核比([H2O]/[CTAB])和Nd(NO3)3的浓度对其形貌和尺寸的影响.利用X射线衍射(XRD)、热分析(DSC-TGA)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对Nd2(CO3)3.8H2O的晶型、形貌及尺寸进行了表征,并提出了不同形貌Nd2(CO3)3·8H2O形成的可能机理.结果表明,随着水/核比的增大,Nd2(CO3)3.8H2O的形貌从多面体变成鱼尾状,再变成针状;随着Nd(NO3)3浓度的增大,针状Nd2(CO3)3.8H2O的尺寸逐渐减小.

水热法制备Nd^(3+)掺杂纳米三氧化钨材料及气敏性能研究

以柠檬酸为辅助剂,采用水热法合成纳米三氧化钨,并原位水热合成了Nd3+掺杂量为1.0%、3.0%、5.0%、10.0%的纳米三氧化钨材料。用XRD、TG-DTA和SEM等方法对合成的纳米三氧化钨材料进行了结构表征。结果显示,制得的纳米三氧化钨材料为正交晶相,纯纳米三氧化钨形貌为四方形纳米盘。Nd3+掺杂可以提高纳米三氧化钨对硫化氢的灵敏度,Nd3+掺杂量为1.0%的综合效果最好,工作电压可低至2.00 V,硫化氢体积分数为2×10-6时,灵敏度可达15.65。

Nd^(3+)掺杂浓度对无水冷Nd:YAG激光器输出特性的影响

无水冷Nd:YAG激光器采用一种双拱形激光二极管阵列对双棒串接的Nd:YAG进行同心泵浦,将双拱形激光二极管面阵发出的光作高斯光束处理,利用高斯光束通过光学系统的变换规律,借助计算机模拟,研究了钕离子掺杂浓度对LD泵浦的无水冷Nd:YAG激光器的荧光分布、激光建立时间、输出能量及脉宽等输出特性的影响。搭建双半环形LDA侧面泵浦的低频无水冷电光调Q Nd:YAG激光器的实验平台,对Nd3+掺杂浓度分别为1%、0.8%、0.6%的激光晶体进行实验测试,给出了LD泵浦的无水冷Nd:YAG激光器的Nd3+掺杂浓度与激光建立时间、输出能量、脉宽等参量的定量关系曲线,实验结果与理论分析结果基本相符。

不同沉淀剂对Nd^(3+)∶Lu_2O_3纳米粉体性能的影响

采用湿化学共沉淀法合成了Nd3+掺杂的氧化镥纳米晶粉体,研究了三种不同沉淀剂(NH4OH、NH4HCO3、NH4OH+NH4HCO3)对Nd3+∶Lu2O3纳米晶粉体性能的影响.采用NH4OH+NH4HCO3混合溶液作复合沉淀剂所得粉体具有比表面积高(13.37m2/g)、颗粒尺寸小(～30nm)、粒度分布窄(60～160nm)的优点.该粉体经过干压和等静压成型后,素坯从室温至1400℃获得的线性收缩率可达17%,其烧结活性明显高于其它两种沉淀剂所得的粉体.在流动H2气氛下,经1880℃/8h烧结可获得具有优良光学透明性的Nd3+∶Lu2O3透明陶瓷,在1080nm波长处的直线透过率超过75%.