Pb掺杂TiO_2薄膜的制备及光催化活性研究

以硝酸铅和钛酸丁酯[Ti(OBt)4]为前驱体,用溶胶-凝胶法在活性炭表面制成了Pb掺杂TiO2薄膜.并用X射线衍射(XRD)、紫外可见光谱(UV-VIS)、透射电镜(TEM)对制得的Pb掺杂TiO2薄膜进行了表征.分别用甲基橙水溶液的光催化脱色反应、有机磷农药一氧化乐果(omethoate)水溶液的光催化降解反应评价了不同Pb掺杂TiO2薄膜的光催化活性.结果表明,薄膜为金红石和锐钛矿的混合晶相.相对于未掺杂的TiO2薄膜,由于金红石含量的增加,不同Pb掺杂TiO2薄膜的吸收带发生了微小的红移.Pb掺杂使薄膜的光催化活性明显提高,当Pb/TiO2质量分数为1.7％时,薄膜显示出最高的光催化活性. TiO2薄膜中的Pb可能以Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)两种形态存在,在紫外光的辐射下,Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)可能通过浅势俘获TiO2的光生电子和空穴而发生相互转化,减少了光生电子和空穴的简单复合,从而提高了薄膜的光催化活性.

Pb掺杂对TiO2锐钛矿热稳定性的影响

以钛酸丁酯为Ti源,硝酸铅为Pb源,采用溶胶凝胶工艺以及不同温度煅烧制备了纯TiO2以及Pb掺杂TiO2纳米粉体。采用XRD,SEM,XPS等表征技术对其进行了晶体结构,表面形貌,元素组成与价态的分析。结果表明:纯TiO2在450℃热处理后为锐钛矿,550℃开始出现微量金红石,650℃锐钛矿已经几乎全部转变为金红石。Pb掺杂TiO2在550℃时全部为锐钛矿,650℃时0.5%Pb掺杂TiO2为锐钛矿/金红石混晶结构,当掺杂浓度达到1%时,全部为锐钛矿,Pb掺杂提高了锐钛矿的热稳定性,抑制了锐钛矿向金红石的转变,提高了相变温度。Pb元素以Pb^(2+)存在于样品之中,Pb掺杂能够细化晶粒,同时使颗粒尺寸分布更加均匀。

Pb掺杂对SPS制备半导体用Mg_(3)Sb_(2)材料结构及热电性能的影响

选择半导体用Mg_(3)Sb_(2)作为测试基材,通过Pb掺杂制备Mg_(3)Sb_(2)Pb_(x)化合物,并分析了Pb掺杂过程引起的载流子有效质量与迁移率的变化。结果表明:Mg_(3)Sb_(2)中的Pb掺杂量为0.02~0.03时较优。Mg_(3)Sb_(2)Pb_(x)试样形成了致密组织,密度达到了理论密度95%以上,形成了相近的断口微观形貌。元素Sb、Mg、Pb都呈均匀分布状态,未发生元素偏聚,可以推断试样各部位的组织成分均匀,具备相近的性能。提高Pb含量后,试样获得了更高电导率,Seebeck系数不断降低。随着Pb掺杂量的增大,材料的载流子迁移率降低。随着温度逐渐升高,试样较未掺杂试样获得了更大的ZT值。掺入Pb改善改善电输运性能,获得更高的ZT值。

Bi2212单晶中Pb和Y的掺杂效应

采用自助溶剂固态反应法制备出Bi2212及其Pb和Y掺杂单晶。X射线衍射图表明,除 001峰外,没有杂相峰;其晶体结构参数计算表明,随着Pb和Y掺杂量的增加,晶体c-轴常数减 小。c-轴方向的电阻-温度曲线则显示其超导转变温度为90K左右。

掺杂Pb氧化物的MnO_2电极材料制备与性能

以Mn(NO3)2、Pb(NO3)2为原料,在碱性条件下用NaClO作氧化剂,制备掺杂Pb氧化物的MnO2电极材料。试验比较了碱和氧化剂用量、反应时间、反应温度等因素对产物电化学性能的影响。用恒电流充放电系统测试了样品的充放电容量和循环性能。结果表明:在40℃和强碱条件下,Mn(NO3)2、Pb(NO3)2与NaClO反应4 h,制得掺杂Pb氧化物的MnO2试样。经恒电流充放电性能测试,产物的充放电容量达到200 mAh.g-1,且试样的循环性能也有一定改善。

ZnS∶Zn,Pb宽带蓝色发光和发光机制

用固相反应法制备了一系列ZnS∶Zn,Pb荧光粉。改变不同的灼烧温度和激活剂的掺杂量,通过对灼烧后荧光粉进行光谱分析,我们发现Pb2+在ZnS基质中的发光与制备条件有关:灼烧温度为800～950℃时,能得到Pb2+在ZnS基质中的蓝色发光。测量了其光致发射光谱、激发光谱,以及灼烧后荧光粉的成分。研究了阴极射线下ZnS∶Zn,Pb荧光粉的相对发光亮度与荧光粉电压的关系,ZnS∶Zn,Pb的相对亮度比ZnS∶Ag,Cl的高,比ZnS∶Zn更高。研究了发光衰减时间与温度的关系,得到了ZnS∶Zn,Pb的蓝色发光可能来源于Pb2+的D波段发射的结论。并对其发光机制进行了一些探讨。这种新型蓝粉可应用于VFD和FED等低压显示屏。

高性能Ge_(0.75)Pb_(0.25)Te_(0.5)Se_(0.5)固溶体热电材料

采用熔炼-淬火-高能球磨-放电等离子体烧结工艺,制备GeTe-PbTe合金Ge0.75Pb0.25Te及Se替代合金Ge0.75Pb0.25Te0.5Se0.5,研究和比较它们的物相、微结构及热电性能.结果表明:母合金Ge0.75Pb0.25Te由分别以GeTe和PbTe为基的两相组成,具有调幅分解组织,而Se替代合金Ge0.75Pb0.25Te中50%Te的合金变成以GeTe为基的单一固溶体,且存在大量的较小孪晶组织,两种合金都表现为p型半导体导电特性,固溶的Pb和Se原子改善了化合物的载流子浓度及能带结构,导致合金的Seebeck系数大幅度增加,固溶的Se及Pb原子、孪晶组织和晶界形成多尺度的声子散射中心,导致合金具有极低的热导率,热电优值ZT大幅度提高,673 K下,从Ge0.75Pb0.25Te的0.45提高到Ge0.75Pb0.25Te0.5Se0.5的1.6.

掺杂硫化铅体系的电子性质研究

基于密度泛函理论和广义梯度近似,对掺杂Pb S体系进行了电子性质的第一性原理计算.首先,对恒定掺杂浓度(6.25%)时3种替换杂质(Cd、Sn、Sb)不同掺杂位置的形成能进行比较分析,得到了最稳定的掺杂结构.然后,计算不同掺杂体系的能带结构,能带结构发生了平移,带隙随掺杂原子序数单调递减.最后,研究掺杂前后光学性质,光学性质的显著变化出现在Sb掺杂的Pb S体系中,主要包括介电光谱下杂质峰的出现、相关红移现象以及掺杂后吸收谱能带边缘的拓展.同时,Cd掺杂Pb S介电光谱的反射峰最小.