Zn_(3)(VO_(4))_(2):xDy^(3+)黄色荧光粉的制备与性能

以氧化锌和五氧化二钒为原料,氧化镝为掺杂离子,利用高温固相法合成了一系列的掺杂稀土镝的钒酸锌黄色荧光粉。对其光学性能进行了研究,结果表明,所制备的粉体都保持了矾酸锌的结构,并且荧光粉的发射光是VO_(4)^(3+)基团和Dy所致。当激发波长为350 nm时,其发射峰是位于510~595 nm的宽带状光谱,主峰位于563 nm处。研究了合成温度和Dy掺杂浓度对发光性能的影响,结果表明,当合成温度为800℃和Dy掺杂摩尔分数为6%时,Dy^(3+)能很好地进入到矾酸锌的晶格中,减小了荧光材料光学带隙,增强了光的吸收性能。暗室环境下封装后的荧光粉LED芯片具有良好的黄色发光性能。

WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)Z型异质结的构建及其光催化性能

利用水热法和超声辅助沉淀法制备了Z型异质结WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)复合光催化剂。采用多种表征手段对其晶体结构、形貌和性能进行了表征,并以盐酸四环素(TCH)为降解对象考察了WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)复合催化剂的光催化活性。结果表明:简单斜方的WO_(2)负载在单斜相的Ag_(3)VO_(4)表面,形成Z型异质结结构,这种结构以及Ag_(3)VO_(4)光腐蚀产生的Ag0,能加速无效电子-空穴对的复合,促进有效光生载流子的分离,提升WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)复合催化剂的可见光催化活性;WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)复合催化剂对TCH的降解效果明显优于纯WO_(2)和Ag_(3)VO_(4),其中5 wt%WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)的效果最好,可见光下3 h对TCH的降解率可达85.8%,且降解过程符合一级动力学反应模型。

MoO_(x)状态调控及其对VO_(x)/MoO_(x)-TiO_(2)催化剂脱硝性能和热稳定性的影响

将七钼酸铵分别用水和草酸溶液溶解后与TiO_(2)复合制备MoO_(x)-TiO_(2)载体,通过浸渍法负载钒获得VO_(x)/MoO_(x)-TiO_(2)催化剂;采用XRD、SEM、BET、XPS、H_(2)-TPR和NH_(3)-TPD表征手段研究催化剂的结构和性质,并考察了其脱硝活性和高温老化性能。结果表明,草酸助溶七钼酸铵制得的VMoTiO-F在210~510℃的脱硝效率大于80.0%,优于用水溶解制备的VMoTiH-F;VMoTiO-F表面存在较多的MoO_(x),可增强与VO_(x)的相互作用,促进催化剂表面产生更多的低价态VO_(x)和表面化学吸附氧(Oα)活性物种;VMoTiO-F中的VO_(x)和MoO_(x)相互作用还能提高低温氧化还原性能,有利于催化过程中的电子传递;VMoTiH-F相比VMoTiO-F有更多的MoO_(x)进入TiO_(2)晶格,提高TiO_(2)的热稳定性,而VMoTiO-A中的锐钛矿TiO_(2)在高温老化中被严重烧结甚至部分转变为惰性金红石晶型,导致表面酸性位损失和氧化还原性能降低,因此VMoTiH-A催化剂的脱硝性能明显优于VMoTiO-A。

硅溶胶包覆制备核壳结构VO_(2)(M)@SiO_(2)研究

通过SiO_(2)包覆VO_(2)(M)材料形成核壳结构,可以显著提高其可见光透过率(T_(lum)),有效减缓VO_(2)(M)的氧化过程,对于增强智能窗的应用价值具有重要意义。Stöber法是制备核壳结构VO_(2)(M)@SiO_(2)的传统方法,采用硅溶胶凝胶法来简化制备工序、降低生产成本并减少工艺调控要素。通过对硅溶胶凝胶实验的初步研究,探讨硅溶胶凝胶包覆VO_(2)(M)的工艺参数,并通过实验验证硅溶胶凝胶包覆VO_(2)(M)的可行性。研究结果表明,当pH为5~6、固含量为15%~20%(质量分数)时,硅溶胶的凝胶化能力最佳。此外,随着凝胶温度升高,凝胶时间缩短,焙烧后得到的SiO_(2)粉体结晶性和热稳定性增加。根据优化后的硅溶胶凝胶工艺参数成功制备了致密稳定的核壳结构VO_(2)(M)@SiO_(2)材料,其包覆程度达到93.3%,薄膜的光学透过率提升至65%,且其相变温度降低和热滞后回线宽度变窄。因此,硅溶胶凝胶法为制备高性能的核壳结构VO_(2)(M)@SiO_(2)材料提供了一种简化工艺和降低成本的方法,对于智能窗等应用具有重要潜力。

W掺杂VO_(2)(M)粉体研究进展

W掺杂M相VO_(2)(W-VO_(2)(M))发生热致半导体-金属相变的温度可低至室温,在智能窗领域应用潜力巨大。在“双碳”背景下,继续开展W-VO_(2)(M)合成及其在智能窗中的应用研究具有重要意义。从W单元素掺杂、含W共掺杂和核-壳结构含W掺杂3个方面系统梳理了W-VO_(2)(M)粉体的研究情况,分析了W、Ti共掺杂M相VO_(2)(W/Ti-VO_(2)(M))粉体研究的可行性。最后,提出W/Ti-VO_(2)(M)与SiO2复合形成核-壳结构(W/Ti-VO_(2)(M)@SiO2)粉体的研究思路。

VO_(2)@KH550/570@PS复合薄膜的制备及其热致相变性能

低成本和规模化的薄膜化生产技术是热致相变性二氧化钒VO_(2)(M)普及应用于节能窗领域的关键。采用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷/γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH550/KH570对固相法合成的VO_(2)(M)粉体进行表面改性,再经微乳液聚合得到聚苯乙烯(PS)修饰的VO_(2)@KH550/570@PS微球(VSPS),以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)为聚合物共混基材,系统研究表面修饰对VO_(2)(M)基聚合物复合薄膜的性质及光学、隔热性能的影响规律。结果表明:偶联剂预修饰有利于提升乳液聚合过程中PS与VO_(2)结合,交联剂亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的引入增强了VSPS的化学稳定性。相比VO_(2),VSPS在聚合物溶液体系中的分散能力增加,得到更加均匀的聚合物复合薄膜。其中VS_(570)PS/PVB的可见光透光率T_(lum)高达86.64%,太阳能调制效率ΔT_(sol)较VO_(2)/PVB提升了12倍,与空白玻璃温差达16℃。这种兼具高透光性和隔热性能的VSPS聚合物复合膜制备技术为VO_(2)(M)的智能窗材料应用提供了有益的思路。

Pcv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)联合乳酸清除率评估脓毒症病情和预后的研究

目的分析脓毒症复苏过程中,中心静脉与动脉二氧化碳分压差和动脉静脉氧含量差的比值(Pcv-aCO_(2)/Ca-vO_(2))联合乳酸清除率(LCR)与病情严重程度及预后的关系,探讨Pcv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)联合LCR对病情及预后的评估价值。方法92例脓毒症患者于入科和复苏6h后实施中心静脉和动脉血气分析,计算Pcv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)和LCR值。依据复苏6h后Pcv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)和LCR值分为3组,A组(Pcv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)<1.4和LCR≥10%)38例,B组(Pcv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)<1.4和LCR<10%)36例,C组(Pcv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)≥1.4)18例,比较3组患者一般情况、病情危重程度及预后指标,进行相关性分析,绘制ROC曲线评估预后。结果3组患者急性生理和慢性健康评估系统(APACHEⅡ)评分、入科及复苏6 h后心率、入科胆红素及肌酐水平比较差异有统计学意义(P<0.05)。C组和B组患者序贯器官衰竭(SOFA)评分、入科及复苏6 h后去甲肾上腺素用量、机械通气使用率高于A组(P<0.05);C组与B组患者血小板水平低于A组(P<0.05)。C组28 d死亡率高于A组和B组(P<0.05)。复苏6 h后Pcv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)联合LCR与APACHEⅡ评分及SOFA评分呈正相关(P<0.05)。结论Pcv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)联合LCR能够评估脓毒症病情及预后。

碳微球/多孔VO_(2)(B)复合材料的水热合成及其电化学性能研究

钒氧化物及其复合材料是一种理想的锂离子电池电极材料。使用一步水热法合成了碳微球/多孔VO_(2)(B)复合材料,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和电池测试系统对该复合材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征测试。结果表明:碳微球/多孔VO_(2)(B)复合材料由无定型碳微球和由柔性弯曲的VO_(2)(B)纳米条自构筑的多孔VO_(2)(B)复合而成,当电流密度分别为0.5A/g、1A/g、2A/g和5A/g时,其放电比容量可分别达到748.4mAh/g、612.2mAh/g、457.5mAh/g和359.6mAh/g,经250次循环,其容量保持率可达90.7%(在5A/g时)。

0D/1D Cd_(0.5)Zn_(0.5)S/VO_(2)S型异质结的构建及其可见光催化析氢性能研究

采用共沉淀法制备了零维/一维(0D/1D)Cd_(0.5)Zn_(0.5)S/VO_(2)(CZS/VO)S型异质结光催化剂。采用X射线粉末衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描和透射电子显微镜等,表征了样品的物相结构、元素组成及微观形貌等,测试了材料的可见光催化析氢性能。研究结果表明CZS/VO复合材料具有优异的可见光催化析氢活性。其中,当VO的质量分数为10%时,CZS/VO催化剂的析氢速率最高可达7.2 mmol·h^(-1)·g^(-1),是单相CZS的4.2倍,并且在四次循环试验中表现出良好的循环稳定性。这主要归因于其独特的0D/1D形貌和S型异质结的协同作用显著加速了光生载流子的界面迁移和分离,同时使载流子具有更高的氧化还原能力。

豆荚状Fe_(2)VO_(4)/NC纳米线对Pb(Ⅱ)的电化学检测性能研究

通过煅烧聚多巴胺包覆的FeVO_(4)·1.1H_(2)O纳米线得到豆荚状Fe_(2)VO_(4)/NC纳米线,以SEM、XRD、XPS表征了材料的形貌与物相。将其修饰于玻碳电极采用阳极方波伏安法实现对Pb(Ⅱ)的灵敏检测,检测灵敏度62.27μA/μM,理论检出限为0.021μM。电化学检测结果显示,具有内部空间的Fe_(2)VO_(4)/NC相较于裸纳米线对Pb(Ⅱ)的灵敏度有明显提升。通过吸附实验证实,豆荚状Fe_(2)VO_(4)/NC纳米线对Pb(Ⅱ)的吸附最强。此外,对实验的稳定性、重现性、抗干扰性能进行了评估,并且将其成功应用于对实际水体环境的检测,证明该敏感材料具有实际应用的潜能。

Mg_(85)Ni_(15)减反层对玻璃衬底上VO_(2)薄膜光电性能的影响

采用脉冲激光沉积技术,在非晶玻璃衬底上生长单斜晶相的二氧化钒(M-VO_(2))薄膜,并研究了Mg_(85)Ni_(15)减反层对M-VO_(2)薄膜性能的影响。实验结果表明:在非晶玻璃衬底上制备的M-VO_(2)薄膜具有单一取向且纯度较高,并具有良好的光电热致转变性能。Mg_(85)Ni_(15)作为减反层,在没有特别降低电学性能的基础上,提高了薄膜的可见光透过率和太阳能调节率。通过对减反层厚度的优化发现:在减反层厚度为60 nm时,相变温度最低,且热滞宽度最窄为6℃。此工作的开展有利于推进VO_(2)薄膜在智能窗方面的应用。

Pv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)评估体外循环心脏手术后乳酸清除的研究

目的:分析体外循环(CPB)心脏手术后静-动脉血二氧化碳分压差(Pv-aCO_(2))/动-静脉血氧含量差(Ca-vO_(2))比值与乳酸清除的关系,评估Pv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)在CPB心脏手术后指导乳酸清除治疗的价值。方法:选择CPB心脏术后病人119例,术后转入ICU时和术后3 h分别送检中心静脉、动脉血气分析,计算相应Pv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)比值。收集病人一般资料、血流动力学指标、氧代谢指标、乳酸、外周灌注指数(PI)、脉压差变异率(PPV)、序贯器官衰竭评分(SOFA)、血管活性药物剂量等相关数据,计算3 h乳酸清除率(LCR),并根据3 h LCR,将病人分为LCR<10%组21例和LCR≥10%组98例,比较2组病人血流动力学指标、氧代谢指标、PI、PPV和Pv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)等。结果:2组病人性别、体温、SOFA评分、PH、PI、PPV、血红蛋白、去甲肾上腺素、肾上腺素剂量及血流动力学参数差异均无统计学意义(P>0.05)。术后入ICU即刻,LCR≥10%组Pv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)低于LCR<10%组(P<0.05);术后3 h,LCR≥10%组动脉血乳酸明显低于LCR<10%组(P<0.01)。结论:CPB心脏手术后,Pv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)可用于辅助指导病人术后乳酸清除,较低的Pv-aCO_(2)/Ca-vO_(2)有利于术后乳酸清除。

模板法制备多孔Bi_(0.5)La_(0.5)VO_(4)固溶体光催化还原CO_(2)

光催化还原CO_(2)为有价值的化学品为缓解温室效应提供了理想的途径。本工作中,采用纳米球形SiO_(2)模板剂抑制光催化剂颗粒的生长从而合成高比表面积的多孔Bi_(0.5)La_(0.5)VO_(4)(BLV)固溶体光催化材料。得益于纳米SiO_(2)的限域效应,硬模板法制备的固溶体的粒径明显小于固相法制备的体相固溶体。N_(2)吸脱附测试结果显示950℃焙烧下制备的多孔BLV的比表面积为固相法的11.9倍。光催化CO_(2)还原活性评价表明多孔BLV-950固溶体的CO析出速率达0.58μmol·g^(-1)·h^(-1),是体相BLV的3.9倍。这归因于多孔BLV较体相具有更高的载流子分离效率和更低的CO_(2)还原界面阻力。

基于VO_(2)的太赫兹各向异性编码超表面

设计了一种3层结构的太赫兹编码超表面,其顶部是嵌入VO_(2)的金属十字架结构,中间是聚酰亚胺,底部为纯金属.利用该编码超表面的各向异性特点,可以实现对正交极化波(x极化波和y极化波)的独立调控;通过在编码超表面中引入VO_(2)材料,改变其相变状态,可进一步增加调控的灵活性.对设计的超表面进行建模仿真和分析,结果表明:对于垂直入射的1 THz正交极化波,VO_(2)处于绝缘态时,设计的超表面可视为2 bit的各向异性编码超表面,产生模式为1和2的涡旋波;VO_(2)处于金属态时,设计的超表面可视为1 bit的各向异性编码超表面,产生对称的2束反射波和4束反射波.所提出的各向异性和相变材料结合的方法,实现了同一超表面上产生多种不同形式太赫兹波束的功能,一定程度上解决了超表面调控太赫兹波形式单一的问题,为实现能够灵活应用于多种场景的多功能编码超表面提供了参考.

水热法制备VO_(2)/石墨烯复合粉体及其热变色性能

以草酸氧钒溶液为钒源,钨酸钠为掺杂剂,氧化石墨烯为添加剂,水热法结合热处理工艺制备VO_(2)粉体和VO_(2)/石墨烯复合粉体。利用XRD、DSC和TEM分析技术,研究水热反应条件、掺杂量以及氧化石墨烯添加量等对粉体结构和形貌、相变温度以及热变色性能的影响。实验温度范围内,水热反应产物与反应温度无关,与水热反应时间相关,热处理时VO_(2)(D)和VO_(2)(B)的相变温度分别为300℃和550℃,掺杂降低了VO_(2)热变色温度和热滞后温差。随着氧化石墨烯添加量增大,热变色温度先降低后升高,而热滞后温差先增大后减小,当掺杂量为9 at.%并加入1 wt.%氧化石墨烯时,VO_(2)/石墨烯复合粉体的热变色温度为34.5℃,热滞后温差为7.7℃。

基于VO_(2)的超表面双气体传感器设计

针对传统矿用气体传感器易受温度和环境湿度等因素的影响而导致稳定性不高的问题,基于局域表面等离子共振原理和二氧化钒(VO_(2))的相变特性,设计了一种基于VO_(2)的超表面双气体传感器。该传感器结构由上下三层组成,表面由多层金属-介电-金属(MDM)结构组成。根据VO_(2)的相变特点,通过改变施加的偏置电压,以电阻加热的形式加热金属板,精细控制VO_(2)的温度,通过改变VO_(2)的电导率来模拟VO_(2)的不同状态。当VO_(2)呈高温金属态时,上三层形成MDM结构,VO_(2)表现出金属性质,并在1721.3 nm激发局域表面等离子体共振(LSPR),实现甲烷检测,传感器的吸收率为94.3%,甲烷灵敏度为4.21 nm/%。当VO_(2)呈低温绝缘态时,下三层形成MDM结构,在2694.6 nm激发LSPR,实现氢气检测,传感器的吸收率为95.9%,氢气灵敏度为2.10 nm/%。当环境折射率发生变化时,VO_(2)在2种状态下的吸收峰均发生了红移,且呈线性关系,可以用来检测环境折射率的变化。为验证该传感器的可行性,对6种不同体积分数的甲烷、氢气和4种不同的环境折射率进行了仿真和分析,结果表明:基于VO_(2)的超表面双气体传感器可有效检测出较低浓度的甲烷和氢气,且灵敏度较现有的气体传感器有较大提升;谐振峰偏移量与环境折射率变化量和甲烷体积分数变化量的计算值和理论值误差很小,说明该传感器具有很高的准确性;通过分析环境折射率和谐振波长的关系,得出该传感器对环境折射率的变化同样具有较高的检测灵敏度。

Li原子和Ca原子修饰VO_(2)单层储氢性能的第一性原理研究

具有高储氢容量和可逆储氢性能的新材料的开发对氢能的大规模利用至关重要。基于第一性原理计算,研究了Li原子和Ca原子单独修饰和共修饰VO_(2)单层体系的H 2分子存储性能。结果表明Li原子和Ca原子均能稳定结合在VO_(2)单层表面而不产生金属团簇。单个Li原子和Ca原子分别最多可稳定吸附3个和6个H 2分子,且H 2分子平均吸附能均大于0.20 eV/H 2。吸附体系差分电荷和态密度分析结果表明,氢分子的极化机制以及氢分子与金属原子间的轨道杂化作用是H 2分子在金属原子周围稳定吸附的主要原因。Li原子修饰体系的储氢质量密度随着Li原子覆盖度的增加而逐渐增加,而Ca原子修饰体系的储氢质量密度在低金属覆盖度时较高;Li/Ca共修饰体系的储氢质量密度有所增加,其储氢质量密度为5.00%(质量分数)。此外,考虑了不同温度和压强条件下储氢体系的稳定性。

硫掺杂调控VO_(2)用于锌离子电池正极材料

在储能领域,锌离子电池因具有成本低、安全性高和环境友好等优势逐渐受到科研人员青睐。然而,能量密度低和循环寿命较短限制了其进一步的发展和应用。针对以上问题,设计并制备了硫掺杂的VO_(2)正极材料,通过调控硫化时间和硫的掺杂含量,实现其电化学性能的优化。硫原子的引入不仅能够改善电极材料的导电性,还可促进材料内部电荷重新分布,增强电荷存储能力,实现优异的锌离子储能特性。结果表明:所制S-VO_(2)电极在0.1A/g的电流密度下初始容量为264.8mAh/g,循环30圈仍可保持262.5mAh/g的比容量。同时,在2A/g大电流密度下的长循环测试中,其容量为109mAh/g未发生明显衰减。反应动力学分析表明,S-VO_(2)主要以赝电容贡献为主导。以上研究为锌离子电池的设计与优化提供了新的参考和实验支撑。

基于VO_(2)薄膜的军用激光测距机雪崩二极管防护特性研究

为实现对军用激光测距机雪崩二极管的有效防护,通过实验的方法测试了VO_(2)薄膜在1064 nm激光辐照下的基本性质,得出了其相变前后透过率与膜厚的关系以及不同厚度VO_(2)薄膜对C30950E雪崩二极管最低饱和入射激光阈值的影响,并给出了拟合公式。实验结果表明,随着膜厚的增加,雪崩二极管的最低饱和入射激光阈值逐渐提高;膜厚为200 nm的VO_(2)薄膜可将雪崩二极管的最低饱和入射激光阈值由5×10^(-6)W提高到1.2×10^(-5)W。由于目前国内针对军用激光测距机雪崩二极管激光防护开展的研究还较少,且大多局限在理论层面、缺乏实验数据支撑,因此本文提供的数据和拟合公式不仅可以进一步验证将VO_(2)薄膜用于军用激光测距机雪崩二极管防护的可行性,而且为进一步开展各型激光测距装备雪崩二极管防护研究提供了数据参考。

健康成年人心肺耐力VO_(2max)实测值分析

目的:通过对成都市313名健康成人的心肺运动测试(cardiopulmonary exercise testing CPET)数据进行回顾性分析,研究最大摄氧量(Maximal oxygen consumption-VO_(2max))随性别年龄的变化,并与国外相关数据比较,了解健康成人心肺耐力,以期为国民体质数据库提供参考。方法:收集新型冠状病毒流行前成都高新术康诊所2017-2019年CPET的测试者(20-59岁)案例资料,筛选出健康人群,并按照性别年龄进行分组后,对年龄、性别、身高、体重及VO_(2max)等数据进行统计分析,并与美国、挪威及巴西等心肺耐力研究数据进行比较。结果:20-29到50-59岁年龄段,男女相对VO_(2max)每10年平均分别降低约8%、6%。与美国、挪威及巴西数据相比,男性各年龄段相对VO_(2max)下四分位数均偏低;女性在20-29、30-39岁较低,而在40-59岁年龄段偏高;与50-59年龄段相比,20-29岁女性及男性相对VO_(2max)平均数分别从38.94mL kg^(-1).min^(-1),32.43mL kg^(-1).min^(-1)降低至29.95mLkg^(-1).min^(-1),26.95mL kg^(-1).min^(-1)。结论:随着年龄增加心肺耐力呈持续下降趋势,男性相对VO_(2max)高于女性,VO_(2max)整体水平低于随欧美水平,从20-29到30-39岁年龄段相对VO_(2max)下降速率与国外研究基本一致。