Al_(2)O_(3)/SiO_(2)/ZrO_(2)三元复合气凝胶材料的制备及性能研究

以六水合氯化铝(AlCl_(3)·6H_(2)O)、正硅酸乙酯(TEOS)和八水合氧氯化锆(ZrOCl_(2)·8H_(2)O)为混合前驱体,以环氧丙烷(PO)作为凝胶网络诱导剂,乙醇和水作为溶剂,采用溶胶-凝胶工艺和二氧化碳超临界干燥技术制备出了Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-ZrO_(2)三元复合气凝胶。研究了不同PO添加量、醇水体积比和Al/Si/Zr摩尔比对其性能和结构的影响,采用扫描电镜、比表面积分析仪和多功能粉体物理特性测试仪对气凝胶的凝胶形态、微观形貌及孔结构进行表征。结果表明:当PO添加量为88mL,醇水体积比为8∶9,Al/Si/Zr摩尔比为12∶3∶1和12∶4∶1时制备出的气凝胶结构性能良好,且凝胶时间在较合适的范围内,具有较低的密度为0.125g/cm^(3)和0.143g/cm^(3),较高的比表面积为683.14m^(2)/g和684.56m^(2)/g。

Al掺杂对SiO_(2)气凝胶耐高温特性的影响研究

SiO_(2)气凝胶具有成本低、制造工艺简单、化学性质稳定、密度小、超高比表面积等优点,是应用最广泛的高温保温隔热材料。以Si28和Si40为Si源,仲丁醇铝为Al源,乙醇为溶剂,采用酸碱催化、CO_(2)超临界干燥法制备了Al掺杂SiO_(2)气凝胶。结果表明:所得产品高温热处理后均为非晶态无定型结构,无掺杂SiO_(2)气凝胶线收缩率为24.34%,Al掺杂SiO_(2)气凝胶线收缩为14.05%,且在高温热处理后有较大的比表面积和孔体积,说明Al掺杂SiO_(2)气凝胶具有较好的耐高温性能和高温下的绝热性能,这是因为Al元素的掺入使气凝胶在形成过程中产生了很多细小的纳米空洞,热处理过程中Al-Si-O发生化学反应形成双金属氧化物,使气凝胶的氧化物骨架支撑力更强。

Cs/SiO_(2)-ZrO_(2)催化丙酸甲酯与甲醛缩合反应性能研究

丙酸甲酯与甲醛缩合制备甲基丙烯酸甲酯(Methyl Methacrylate,简称MMA)是目前较清洁的工艺路线,其关键在于高性能催化剂的开发。采用共沉淀法和初湿浸渍法制备了SiO_(2)-ZrO_(2)复合氧化物和Cs/SiO_(2)-ZrO_(2)催化剂,通过XRD、Raman、ICP-OES、BET、NH_(3)-TPD和CO_(2)-TPD等手段对其理化性质进行了表征,并将其与催化丙酸甲酯和甲醛的缩合反应的性能进行关联,研究载体表面酸碱性对Cs/SiO_(2)-ZrO_(2)催化剂缩合反应活性的影响。结果表明:SiO_(2)质量分数的增大有利于促进SiO_(2)-ZrO_(2)复合氧化物中m-ZrO_(2)向t-ZrO_(2)的转变以及t-ZrO_(2)晶型的稳定;引入Cs_(2)CO_(3)可使其结构和表面酸碱性位点分布发生改变。催化剂表面弱碱性位点是适宜的活性中心,具有较高催化活性的催化剂表面弱碱性和总碱性位点数量存在一个最优区间,其中中强碱位点的降低和酸性位点的消除有利于催化活性的提高;在0.2 MPa、370℃和质量空速为1.0 h^(-1)的条件下,质量分数为60%的SiO_(2)和质量分数为10%的Cs_(2)CO_(3)组成的10Cs/60SiO_(2)-40ZrO_(2)催化剂具有最佳催化性能,对丙酸甲酯的转化率和目标产物甲基丙烯酸甲酯的选择性分别可达30.77%和97.89%。

F^(-)掺杂ZrO_(2)粉体的水热合成及光催化性研究

采用水热合成法以HF为矿化剂制备了具有较高光催化性的F-掺杂ZrO_(2)纳米材料,系统研究F-对ZrO_(2)纳米粉体相组成、形貌、晶体生长及光催化性能的影响。结果表明:F^(-)的引入促进四方相ZrO_(2)向单斜相的相转化。矿化剂HF掺杂浓度的增加,促进单斜相ZrO_(2)初始生长基元晶粒的生长以及二次颗粒的长大。F^(-)在ZrO_(2){001}晶面上的吸附使ZrO_(2)的初始棒状晶粒趋向于沿[001]方向生长,同时也促进棒状晶粒在{001}晶面定向附生形成纺锤状三维颗粒。在60 min的光照条件下,所有F^(-)掺杂的ZrO_(2)粉末对甲基橙的降解效率均可达到80%以上。0.04 F/ZrO_(2)催化剂的光催化性能最高,在60 min内甲基橙的降解率可达91.7%。

基于ZrO_(2)-SiO_(2)和介孔SiO_(2)凝胶膜制备可见光区双层减反射膜

采用溶胶-凝胶法,以正丙醇锆、正硅酸四乙酯为原料,在乙醇体系中以原位混合方式成功制备ZrO_(2)-SiO_(2)混合溶胶,Zr摩尔分数为20%~80%。在熔融石英基底上镀制混合凝胶膜,所得ZrO_(2)-SiO_(2)薄膜折射率在1.55~1.75之间可调。以有序介孔SiO_(2)薄膜为外层,选择与之匹配的ZrO_(2)-SiO_(2)薄膜为内层,构建λ/4~λ/2双层宽谱带减反射涂层。根据实际膜层的光学常数进行双层膜的优化设计,成功制备出在可见光区平均透射率达到99.17%的双层减反射薄膜。

重掺硅片表面APCVD法生长SiO_(2)薄膜的致密性

在硅片加工过程中,金属杂质的存在会增大pn结器件的漏电流,甚至直接导致pn结禁带宽度变窄,为防止出现硅外延过程中造成的自掺杂现象,通常在硅片表面生长一层高致密性的SiO_(2)薄膜。基于常压化学气相沉积(APCVD)法在6英寸(1英寸≈2.54 cm)n型硅片表面生长SiO_(2)薄膜,首先研究不同沉积温度、SiH_(4)和O_(2)的体积流量比对沉积速率和SiO_(2)薄膜致密性的影响,进一步探究了不同退火温度对SiO_(2)薄膜致密性的影响,以期获得致密性较高的SiO_(2)薄膜。采用HF腐蚀速率法表征其致密性,采用扫描电子显微镜(SEM)观察SiO_(2)薄膜的表面形貌,采用F50膜厚测试仪测试SiO_(2)薄膜的厚度。结果表明,沉积温度为400℃,SiH_(4)和O_(2)的体积流量比为1∶10,退火温度为1100℃时,制备的SiO_(2)薄膜的致密性为0.096 nm/s(采用体积分数为1%的HF腐蚀)。

碳修饰Co/ZrO_(2)催化剂的构筑及在逆水煤气反应中的应用

通过浸渍法和高温碳化法制备的氮掺杂碳表面修饰的Co/ZrO_(2)催化剂在逆水煤气变换反应(RWGS)中表现出对CO的高选择性。利用多种表征手段对催化剂的结构和电性质进行分析,并探讨了氮掺杂碳的引入对催化剂比表面积、表面碱性和CO选择性的影响。结果表明,Co/ZrO_(2)@NC-3h 700催化剂在对H_(2)吸附解离的同时,保证了充分的CO_(2)吸附,有效地减少了副产物CH_(4)的产生。在600℃苛刻温度条件下,经过24 h活性测试,Co/ZrO_(2)@NC-3h 700催化剂的CO_(2)转化率和CO选择性分别维持在35%和94%,产物CO选择性高于Co/ZrO_(2)。

SiO_(2)与ZrO_(2)组元对铜基摩擦材料与C/C-SiC复合材料配副摩擦磨损性能的影响

在粉末冶金铜基摩擦材料中分别添加SiO_(2)和ZrO_(2),研究SiO_(2)和ZrO_(2)对粉末冶金铜基摩擦材料与C/C-SiC复合材料配副时摩擦磨损性能的影响,并分析两者影响机制的内在关联。结果表明,含SiO_(2)或ZrO_(2)的铜基摩擦材料与C/C-SiC复合材料配副时,能在高制动速度下保持较高的平均摩擦因数,分别为0.3758和0.3424,摩擦材料的磨损量较低,为1.44μm/次和0.95μm/次,配副材料几乎无磨损。SiO_(2)在制动过程中易脱落,形成磨粒,对摩擦材料与配副材料表面造成磨粒磨损,而ZrO_(2)在基体中保持完整,以硬质微凸体的形式对C/C-SiC复合材料摩擦表面产生犁削作用。SiO_(2)在高制动速度下破碎脱落后易嵌入C/C-SiC复合材料表面摩擦膜,有利于以Cu及Cu的化合物为主的磨屑在其周围积累,促进摩擦转移膜在C/C-SiC复合材料摩擦表面的形成,从而改善材料的摩擦磨损性能。

ZrO_(2)/SiO_(2)改性隔热纤维素微纤维气凝胶复合织物的制备及其性能

为制备一种隔热的功能纺织品,分别以涤棉混纺机织物、PP熔喷无纺布、PP纺粘无纺布为骨架材料,将经2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)介导氧化后的纤维素微纤维与Zr^(4+)、SiO_(2)前体溶液的混合液浇筑到织物表面,经冷冻干燥后制备ZrO_(2)和SiO_(2)改性的隔热纤维素微纤维(CMF)气凝胶复合织物。通过傅立叶红外(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、热成像仪、厚度仪、强力拉伸仪等对气凝胶复合织物进行表面形貌、化学组成、隔热性能及服用性能分析。结果表明:气凝胶复合织物具有较高孔隙率,且气凝胶层与织物表面结合良好;FTIR和XRD表明Zr和Si成功附着在织物表面构成耐高温层;随着气凝胶层厚度的增加,复合织物的隔热性能也有所提升。本文制备的气凝胶复合织物具备优良的隔热性能,且服用性能良好。

ZrO_(2)修饰均匀氮掺杂氧化物MgTa_(2)O_(6-x)N_(x)以提升其光催化分解水性能

光催化分解水被认为是非常有前景的制氢技术之一,该技术不依赖传统化石燃料,且避免了温室气体CO_(2)的排放.提升太阳能光催化分解水效率的一个重要前提是开发高效的窄带隙半导体光催化材料.近年来,多种窄带隙半导体,如掺杂氧化物、氮(氧)化物、硫(氧)化物、卤氧化物和卤氮化物等,被开发并应用于可见光光催化分解水反应体系.其中,均匀氮掺杂氧化物是一类典型的窄带隙半导体,主要包含氮掺杂层状或者隧道状氧化物.前期本课题组开发了一系列均匀氮掺杂氧化物并用于可见光光催化分解水体系.通过将MgTa_(2)O_(6-x)N_(x)和TaON构筑异质结后,最终组装出的Z机制全分解水体系的表观量子效率可达12.3%(420 nm).与异质结相比,氮掺杂氧化物本身仍存在电荷分离较差的问题,如何改善该类材料的电荷分离是当前面临的重要挑战之一.表面修饰被认为是一种可以通过减少表面复合中心从而提升电荷分离效率的策略.例如,通过在TaON和Ta3N5半导体表面分别修饰ZrO_(2)和和MgO可以显著减少材料本身的表面缺陷从而提高光催化分解水性能.考虑到氮掺杂氧化物和氮(氧)化物具有相似的组成和性质,本文以氮掺杂隧道状氧化物MgTa_(2)O_(6-x)N_(x)为模型材料,验证了ZrO_(2)修饰策略也可有效改善均匀氮掺杂氧化物类半导体材料的电荷分离,提升光催化分解水性能.首先,对MgTa2O6进行表面修饰,得到ZrO_(2)/MgTa2O6前驱体,再经过掺氮处理后制得ZrO_(2)/MgTa_(2)O_(6-x)N_(x).结果表明,Zr物种以粒径为20nm左右的ZrO_(2)纳米颗粒形式存在,对MgTa_(2)O_(6-x)N_(x)晶体结构和形貌等几乎无影响.紫外可见漫反射光谱和X射线光电子能谱结果表明,ZrO_(2)修饰能在一定程度上抑制MgTa_(2)O_(6-x)N_(x)材料在氮掺杂过程中低价钽物种的生成.将系列样品分别担载产氢或产氧助催化剂后,ZrO_(2)/MgTa_(2)O_(6-x)N_(x)样品的光催化水还原或水氧化活性均比MgTaO6-xNx样品有明显提升.其中,Pt-ZrO_(2)/MgTa_(2)O_(6-x)N(x(Zr/Ta=0.10))光催化剂的产氢活性约是Pt-MgTa_(2)O_(6-x)N_(x)活性的4.5倍,相应的表观量子效率高于大多数已报道的其它均匀氮掺杂光催化剂的结果,证明了ZrO_(2)修饰策略在改善电荷分离和提高光催化分解水性能方面的有效性.这可能是因为,ZrO_(2)修饰后MgTa_(2)O_(6-x)N_(x)表面会产生Zr-OTa键,在一定程度上抑制了低价钽物种(光生载流子复合中心)的生成,进而提升了MgTa_(2)O_(6-x)N_(x)电荷分离效率.综上,本文拓展了ZrO_(2)修饰策略在宽光谱响应的均匀氮掺杂氧化物类材料方面的应用范围,为开发高效太阳能光催化转化体系提供了一种新思路.

硼掺杂SiO_(2)纳米颗粒的制备及其红外辐射性能

为提高二氧化硅(SiO_(2))纳米颗粒在大气窗口波段的红外辐射性能,以正硅酸乙酯为硅源、硼酸为掺杂源,采用改进St9ber法制备了硼掺杂SiO_(2)纳米颗粒,并分析硅源加入方式、硼摩尔掺量、烧结温度等对SiO_(2)纳米颗粒的结晶性能、化学成分、微观结构和红外发射率的影响。结果表明:硅源加入方式显著影响纳米颗粒的尺寸和形貌,连续滴加法制备的纯SiO_(2)和硼掺杂SiO_(2)纳米颗粒粒径更大且形状更规则;硼掺杂可诱发SiO_(2)在高温下生成石英晶体相,形成B—O-Si键,并导致SiO_(2)纳米颗粒的尺寸、平均孔径、比表面积增大;硼掺杂可显著提高SiO_(2)纳米颗粒的红外辐射性能,硼摩尔掺量为0.40且经过550℃烧结的样品在8~13μm波段的平均发射率高达0.982。硼掺杂SiO_(2)纳米颗粒具有耐高温和高红外辐射特性,在耐高温节能涂层、辐射制冷等领域具有广阔应用前景。

P^(5+)共掺杂对Lu_(2)SiO_(5):Pr^(3+)纳米颗粒紫外区长余辉发光性能的影响

用溶胶-凝胶法合成Lu_(2)SiO_(5):Pr^(3+)纳米紫外长余辉发光材料,并研究P^(5+)共掺杂对该材料长余辉发光性能的影响。结果表明,P^(5+)的少量加入对Lu_(2)SiO_(5):Pr^(3+)样品的光致发光性能几乎没有影响,Lu_(2)SiO_(5):Pr^(3+)的发光主要由270 nm处的UVC发光和320 nm处的UVB发光组成,位于270 nm的峰由5d^(1)-^(3)H_(4)跃迁引起,位于320 nm的峰由5d1-3H5跃迁引起。P^(5+)的加入可以很好增强Lu_(2)SiO_(5):Pr^(3+)样品的紫外长余辉发光性能,当P^(5+)的掺杂浓度达到4%时,Lu_(2)SiO_(5):Pr^(3+)的紫外长余辉性能达到最佳。热释发光的结果证明,P^(5+)的加入可以提高样品中陷阱的浓度,从而实现样品的长余辉发光性能的提升。

SiO_(2)增强氧化铝气凝胶复合建筑保温材料的制备及性能研究

气凝胶材料凭借孔隙率高、抗压能力强和热导率低等优势,在建筑保温材料市场中具有广阔的应用前景。选择正硅酸乙酯和仲丁醇铝为原料,通过溶胶-凝胶法制备了不同SiO_(2)掺杂量的Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶复合保温材料。研究了SiO_(2)掺杂量对复合气凝胶晶体结构、微观形貌、力学性能和导热性能的影响。结果表明,Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶主要由多晶态的勃姆石组成,SiO_(2)的掺杂抑制了γ-Al_(2)O_(3)相的生成,阻碍了羟基缩水反应的发生,且AlO-H基团中的H被Si取代,形成了更为稳定的Al-O-Si键。Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶呈现出开放的多孔结构,SiO_(2)的掺杂改善了气凝胶的孔道走向,使孔径尺寸减小且均匀分布。随着SiO_(2)掺杂量的增加,Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶的抗压强度和比表面积先增大后轻微降低,导热系数先降低后升高,当SiO_(2)的掺杂量为9%(摩尔分数)时,气凝胶的抗压强度最大为40.92 MPa,相比未掺杂SiO_(2)的气凝胶增大了58.97%,比表面积最大为257.33 m^(2)/g,导热系数最低为0.022 W/(m·K),保温性能最佳。综合可知,SiO_(2)的最佳掺杂量为9%(摩尔分数)。

3wt.%SiO_(2)掺杂ZrO_(2)粉体的制备及其热行为研究

采用液相合成方法制备3 wt.%SiO_(2)掺杂ZrO_(2)粉体,探讨复合氧化物的形成机制及其在(300~1400)℃温度范围内的热行为。研究发现,在液相反应阶段,硅物种参与了锆源的水解-缩聚过程,通过形成Si-O-Zr键合实现了两组元间的复合。当热处理温度不高于750℃时,SiO_(2)引入稳定了ZrO_(2)的四方相,也提高了粉体颗粒尺寸的热稳定性。当热处理温度达到1000℃及以上时,Si-O-Zr键断裂,四方相不能以亚稳态存在。这使得在1250℃与1400℃烧结过程中,源自750℃焙烧粉体且具有纯四方相的生坯经历四方→单斜→四方→单斜的晶型转变;伴随相变过程,坯体发生膨胀、收缩、再膨胀,因而产生大量裂纹并遭到破坏,且晶粒在无约束状态下异常长大至微米量级。此外,Si-O-Zr键断裂形成游离态SiO_(2).经1250℃与1400℃烧结后,SiO_(2)以玻璃相分布于晶界处并与ZrO_(2)发生反应生成新相ZrSiO_(4).

La_(2)O_(3)掺杂SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Nb_(2)O_(5)复相微晶玻璃相界及储能性能研究

采用可控析晶法制备了La_(2)O_(3)掺杂的SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Nb_(2)O_(5)(SBN)复相微晶玻璃,利用DSC、Raman、XRD、SEM、铁电和介电性能测试等分析表征了La_(2)O_(3)掺杂对SBN复相微晶玻璃结构与储能性能的影响。结果表明:La_(2)O_(3)掺杂能够有效提高复相微晶玻璃的热稳定性,随着La_(2)O_(3)含量增加,系统析晶势垒增大,热膨胀系数先降低后升高,价键振动加剧,介电常数先增大后减小,介电损耗先减小后增大;掺杂1.00%(摩尔分数)La_(2)O_(3)时,复相微晶玻璃在40 kV/cm电场下的储能密度和储能效率最大,分别为0.031 J·cm^(-3)和77.6%;储能性能主要通过介电常数和击穿场强的协同作用来评价,La_(2)O_(3)能通过提高结构热稳定性和降低介电损耗来提高介电常数,当其引入体系后处于玻璃网络的空隙中,可有效增强材料耐击穿性能;复相微晶玻璃结构可以增加结构无序度,从而降低弛豫损耗,有效提高材料的储能性能。

SiO_(2)/ZrO_(2)复合陶瓷组元对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

在粉末冶金铜基摩擦材料中添加6%(质量分数)的SiO2/ZrO2复合陶瓷组元,研究SiO_(2)和ZrO_(2)的质量分数对摩擦材料摩擦磨损性能的影响,并分析其机理。结果表明:随w(SiO_(2))/w(ZrO_(2))比值减小,铜基摩擦材料的密度和硬度增大。高速制动时,摩擦材料的摩擦因数和摩擦稳定因数较小。SiO_(2)可有效提高摩擦因数,ZrO_(2)可降低摩擦副的磨损率。当w(SiO_(2))/w(ZrO_(2))为2/4时,摩擦材料具有较好的摩擦磨损性能,高速制动下平均摩擦因数为0.326,摩擦稳定因素处于较高水平,为0.71,对偶数材料损伤在可接受范围内。SiO_(2)较易脱落而形成磨粒,ZrO_(2)与基体界面结合状态较好,所以随SiO_(2)含量减少,主要磨损机制从磨粒磨损转变为黏着磨损和磨粒磨损,最后转变为剥层磨损。

ZrO_(2)/SiO_(2)催化剂的制备及其氧化脱硫性能研究

以己内酰胺-八水氧氯化锆低共熔溶剂为添加组分,采用溶胶-凝胶法合成含锆的硅胶,再经过高温煅烧得到n-ZrO_(2)/SiO_(2)(n=2%,4%,6%)负载型催化剂。并用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)对其进行结构表征,确定ZrO_(2)成功负载到SiO_(2)上。以ZrO_(2)/SiO_(2)为催化剂和吸附剂,H_(2)O_(2)为氧化剂组成催化氧化脱硫体系,并应用于模拟油脱硫。分别考察了氧化锆负载量、反应温度、氧硫比、催化剂加入量及不同类型的硫化物对脱硫效果的影响。实验结果表明,在反应温度为70℃、n(H_(2)O_(2))/n(S)=4(摩尔比)、4%-ZrO_(2)/SiO_(2)的加入量为0.2 g的最佳反应条件下,氧化脱硫体系对二苯并噻吩(DBT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)和苯并噻吩(BT)的脱除率分别为98.7%、93%和65.9%。且4%-ZrO_(2)/SiO_(2)回收利用5次后,DBT脱除率仍可达到91.8%。

叶状ZrO_2/SiO_2二元氧化物薄膜的制备与表征

空气-水界面薄膜的研究具有重要的理论和实际意义。本文采用自组装法制备了ZrO2/SiO2二元氧化物薄膜,并通过红外光谱、扫描电镜、透射电镜等一系列分析手段对其性质进行了表征。红外光谱和元素分析证实了薄膜中Zr、Si的存在,且Zr/Si的物质的量比是1/1.6,比前驱物中的Zr/Si比略大。XRD谱图证明薄膜中有层状结构存在,d值为3.3nm。TEM观察发现,组成薄膜的颗粒为叶片状纳米颗粒,片状颗粒长约100nm到150nm,宽约30nm到50nm,上面能够明显地看到层状结构的痕迹。

C/C复合材料表面等离子喷涂ZrO_(2)/SiO_(2)涂层的组织结构及抗烧蚀性能

为了提高C/C复合材料的抗氧化性能,采用大气等离子喷涂(APS)法在C/C表面制备ZrO_(2)/SiO_(2)复合涂层,选用氧乙炔在1450,1700,2000℃下对涂层进行烧蚀考核,并对团聚粉体以及烧蚀前后涂层的成分及组织进行分析。结果表明:大气等离子喷涂虽然可以实现C/C基体表面ZrO_(2)/SiO_(2)复合涂层的制备,但是由于2种材料熔点差异较大导致粉体熔融不充分,涂层孔隙率为40.12%,涂层结合强度为12.1 MPa。ZrO_(2)/SiO_(2)复合涂层抗烧蚀性能表现较好,其防护机理随温度的增加可以分为2个阶段:低温阶段,SiO_(2)熔化并起到封填愈合作用,提高了致密度,ZrO_(2)逐渐形成骨架,支撑液态SiO_(2);高温阶段,SiO_(2)逐渐蒸发损耗,涂层中仅剩ZrO_(2)并且发生烧结,继续起到抗氧化烧蚀的作用。

双波长发射长余辉纳米颗粒Zn_(2)SiO_(4)∶Ga的制备及动态防伪应用

双波长发射的长余辉纳米材料在信息加密与防伪方面有着重要的应用潜能。采用水热和煅烧结合的方法,制备了具有双波长发射的Zn_(2)Si_(x)O_(4)∶Ga_(0.01)(x=0.8~1.2)长余辉纳米颗粒。通过优化合成过程中前驱体溶液的pH值和硅离子含量,使Zn_(2)Si_(x)O_(4)∶Ga_(0.01)获得了较好的长余辉发光性能。研究结果表明,Ga^(3+)掺杂对Zn_(2)SiO_(4)的晶体结构没有影响,当前驱体溶液pH值为7时,Zn_(2)Si_(1.1)O_(4)∶Ga_(0.01)纳米颗粒分散性较好,平均粒径为(86.18±1.26)nm。在254 nm紫外光激发下,Zn_(2)Si_(1.1)O_(4)∶Ga_(0.01)在417和770 nm两个波长下发射,417 nm下的平均发光寿命(τav)为54.05 s,770 nm下的平均发光寿命为96.35 s,在近红外区可观察到216 h的余辉发光,并成功应用于多模动态防伪中。双波长发射的Zn_(2)Si_(x)O_(4)∶Ga_(0.01)还将在生物传感与成像等领域具有潜在应用价值。