溶胶-凝胶法制备Zn2SiO4：Pr3＋发光材料及其发光性能的研究

用溶胶-凝胶法合成了亚纳米级Zn2SiO4：Pr3＋发光材料,探讨了Pr3＋掺杂浓度及保温温度对发光性能的影响;利用XRD、SEM对样品的结构及其形貌进行表征,结果表明：保温温度在1 000℃基本形成Zn2SiO4晶体,颗粒尺寸大约2μm;荧光分析结果表明,样品的激发及发光光谱均为Pr3＋的发光,激发峰λmax为353 nm,发射峰λmax为610 nm,是典型的Pr3＋的1D2-3H4跃迁引起的。

溶胶-凝胶法制备Zn2SiO4：Eu^3＋红色荧光粉

采用溶胶-凝胶法在Zn2SiO4基质中掺杂Eu3+,合成了红色荧光粉Zn2SiO4∶Eu3+。通过样品的X射线衍射光谱、红外光谱、扫描电镜以及光致发光光谱的测试和表征,研究了Zn2SiO4∶Eu3+的内部结构和发光特性。扫描电镜结果显示样品为球状荧光粉,颗粒直径为1~3μm。在395 nm激发下,样品在613 nm处发射出很强的红光。结合荧光光谱,分析了样品的退火温度,Eu3+的浓度,电荷补偿剂Li+的浓度对样品发光强度的影响。研究发现,红色荧光粉Zn2SiO4∶Eu3+的发光强度随退火温度的升高而增加,发光强度随Eu3+和Li+浓度的增加先增大后减小。

S Zorb吸附剂中Zn2SiO4对汽油辛烷值及吸附剂脱硫能力的影响

为了研究S Zorb吸附剂中Zn2SiO4对汽油辛烷值及吸附剂脱硫能力的影响,从S Zorb装置上采集了3个具有不同Zn2SiO4质量分数的吸附剂,以FCC汽油为原料,采用固定床评价装置进行了脱硫实验。系统研究了吸附剂的物相组成和表面Ni元素化学态的变化对汽油硫质量分数、脱硫前后辛烷值损失(ΔRON)和烃组成的影响规律。结果表明,随着吸附剂中Zn2SiO4物相质量分数的增加,其脱硫能力明显降低,同时吸附剂外表面n(NiS)/n(Total Ni)也随之增加。在相同的反应条件下,吸附剂外表面n(NiS)/n(Total Ni)增加会导致吸附剂对FCC汽油中烯烃的吸附能力减弱,降低了烯烃加氢饱和的机会,使得FCC汽油脱硫前后的ΔRON减小。C4~C6烯烃加氢饱和生成链烷烃是导致FCC汽油辛烷值损失的主要原因。

乙腈-水系混合电解液对Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池电化学稳定性的影响

Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)正极材料具有稳定的三维框架结构、较高的工作电压和相对成熟的制备工艺,近年来也逐渐用于水系锌离子电池中。然而,二价Zn^(2+)的脱嵌和活泼的水系反应环境会加速磷酸盐晶格的破坏。本文在Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池体系的水系电解液中加入适量的乙腈(AN),研究电解液中AN与水的比例对离子溶剂化结构和电化学行为的影响规律,并通过非原位XRD探究Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)晶体结构的演变。结果表明:过少的AN会加快正极材料晶格框架的破坏,而过多的AN会减缓电极反应动力学;在含有适量AN的电解液中,Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池不但在50 mA/g的电流密度下具有91.4 mA·h/g的较高比容量,同时在500 mA/g的电流密度下可以稳定循环1000次且无明显容量衰退。

彩色PDP纳米稀土荧光粉Zn2SiO4：Mn，Er的制备与性能研究

利用溶胶-凝胶法结合超声波分散技术，制备了适用于彩色PDP的绿色纳米荧光粉Zn2SiO4：Mn，Er，同时对样品的后处理等一系列影响其性能的因素进行了讨论。此方法极大地节省了反应时间，所得荧光粉的色坐标x=0．2246，y=0.6984；平均粒度为50nm，相对发光强度达467．4。

CaF2包覆Zn2SiO4：Mn^2＋绿色荧光粉的发光性能研究

采用溶胶-凝胶法在Zn2SiO4:Mn2+荧光粉颗粒表面包覆一层CaF2薄膜,研究CaF2膜对Zn2SiO4:Mn2+荧光粉的表面形貌以及发光性能的影响。利用扫描电子显微镜、XPS光电子能谱仪、荧光光度计分析包膜荧光粉的表面形貌、成分、紫外发射特性,并在模拟的等离子显示器工作条件下测试材料的真空紫外特性,与未包覆的Zn2SiO4:Mn2+荧光粉的各项性能进行比较。结果表明,CaF2在Zn2SiO4:Mn2+荧光粉表面呈细小颗粒状弥散分布,包覆后的荧光粉的亮度得到了明显的提高,余辉时间没有改变,色坐标未发生较大漂移,此结论对于改善PDP的显示性能及降低其成本均具有重要意义。

锌离子电池锰基正极材料研究进展

可充电水系锌离子电池是一种环保且电化学性能优异的二次电池,但锰基正极材料在充放电过程中结构易坍塌、导电率低、稳定性差等缺点严重制约了水系锌离子电池的发展。笔者首先阐述了锰基正极材料中锌离子的储存机理,主要有Zn^(2+)嵌入/脱出机理、H+/Zn^(2+)共嵌入/脱出机理和化学转化反应机理。Zn^(2+)嵌入/脱出机理包括无相变反应和新相生成反应。而新相生成反应又分为可逆相变和不可逆相变。然后,基于锰基正极材料面临的问题,讨论了改善其储锌性能的主要方法。目前可采用的方法包括缺陷工程、与导电材料复合、离子掺杂、表面修饰技术等。用以上方法改进后的锰基正极材料表现出了更加优异的性能。

蓝光激发KY(MoO4)2:Pr3+荧光粉微晶玻璃的制备及发光性能研究

通过高温固相法,在550℃下煅烧4h,制备了KY(MoO4)2:Pr3+新型红色荧光粉,通过X射线衍射(XRD)和荧光光谱(PL),研究了其结构和发光性质。结果表明:煅烧温度为550℃、煅烧时间为4 h时,样品的发光强度最好;随着Pr3+浓度的变大,样品的发光强度不断增加,当Pr3+的摩尔掺杂量为4%时,样品的荧光强度达到最大,继续增加Pr3+的浓度,由于浓度猝灭,样品发光强度降低。KY(MoO4)2:Pr3+在456 nm处可被蓝光有效地激发,样品的发射峰波长主要位于609、627、657 nm处,其中在657 nm处发射出较强的红光。在不同Pr3+掺杂浓度下,KY(MoO4)2:Pr3+的色坐标均显示出相近的值,并且均位于红色区域。KY(MoO4)2:Pr3+有望用于蓝光激发白光发光二极管(白光LED)的红色荧光粉。

Zn2SiO4：Mn的水热法制备

利用简易水热法原位合成制备踟2n2SiO4：Mn绿色荧光体，主要原料为TEOS（Tetraethyl orthosilicate），Zn（CH3COO）2·2H2O，Mn（CH3COO）2·4H2O．通过控制反应条件，合成出了具有空心和微米花状结构的硅酸锌掺锰，利用XRD，TEM，SEM和荧光光谱仪对其进行表征，并对其反应机理进行解释．

Zn2SiO4/硅藻土复合材料制备及吸附亚甲基蓝性能的研究

以硅藻土为基体,Zn2SiO4为吸附改性剂,采用溶剂热法制备了Zn2SiO4/硅藻土复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附/脱附仪(BET)对样品的物相组成、形貌和表面特性进行表征,测试复合材料对亚甲基蓝的吸附性能,并进行吸附动力学分析。结果表明:复合材料制备最佳条件为m(硅藻土)∶V(甲醇溶液)=1∶1.6,Zn(NO3)2负载量为11.24%。该条件下,复合材料的比表面积比未负载的硅藻土提高了4倍,对亚甲基蓝溶液有较好的吸附性能,吸附量为44.74 mg/g。动力学分析表明,复合材料对亚甲基蓝的吸附过程符合准二级动力学模型。

Zn2SiO4-ZnO-生物炭复合物的制备及其可见光催化H2O2降解甲硝唑

以松木碱解液代替NaOH溶液作为锌盐沉淀剂,采用水热法制备了Zn2SiO4-ZnO-生物炭三元复合材料(SOB-x-y, x代表松木粉的用量, y代表NaOH浓度),通过不同手段对样品进行表征,研究了光催化H2O2降解甲硝唑的性能。结果表明,制备的催化剂由枣核状硅锌矿型Zn2SiO4介晶、多边形六方晶相ZnO和松木生物炭构成;与纯六方晶相ZnO相比,它具有更大的比表面积与孔容、更小的带隙能和更弱的荧光发射,因而具有更好的光催化活性。Zn2SiO4-ZnO-生物炭对甲硝唑的光催化H2O2降解过程符合准一级动力学方程,其催化活性随NaOH浓度的增大而提高,随松木粉用量的增加先增加后减小,以SOB-3-4的性能最优。SOB-3-4的速率常数(k)和降解率(h)随pH的降低而增大,随H2O2浓度的升高而增大,随催化剂用量的增加先增大后减小;甲硝唑的降解率随其初始浓度的升高逐渐越低。当初始pH为3、催化剂用量为0.4 g/L、H2O2投加浓度为80 mmol/L及甲硝唑初始浓度为300 mg/L时, k为2.68×10–2 min–1,反应3 h后h达到99.70%。本研究结果对处理难降解制药废水提供了重要的实验依据。

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。

Zn2SiO4：Mn光致发光薄膜的溶胶-凝胶法制备及发光性质的研究

以乙酸锌、氯化锰、无水乙醇、正硅酸为主要原料，用溶胶-凝胶浸渍提拉法在石英片上制得Zn2SiO4：Mn薄膜前驱体，经高温煅烧获得到Zn2SiO4：Mn荧光薄膜，荧光分析其发光性能。

可再生锌离子纳米金传感器的制备及其性能研究

以NaBH4还原氯金酸负载在Fe_(3)O_(4)上,制备得到芝麻球状Fe_(3)O_(4)@Au纳米粒子,以Au纳米粒子充当罗丹明B(RB)的荧光淬灭剂得到可循环再生的Zn+离子智能传感器Fe_(3)O_(4)@Au-RB。用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)及振动样品磁力计(VSM)对Fe_(3)O_(4)@Au进行了形貌及晶型结构的表征,并研究了Fe_(3)O_(4)@Au-RB对水溶液中Zn^(2+)的传感性能。结果表明,Fe_(3)O_(4)@Au-RB对Zn^(2+)具有良好的敏感性且荧光响应强度随着Zn^(2+)浓度的增加而增强,检测极限为0.42μmol/L,竞争离子的共存不会影响Fe_(3)O_(4)@Au-RB对Zn^(2+)的选择性;Fe_(3)O_(4)作为磁响应载体,使用后的Fe_(3)O_(4)@Au经外磁场回收,再次负载RB构筑传感器进行循环检测。

焙烧条件对Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)/C的制备及储锌性能影响

采用喷雾干燥法合成了Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)(NVP)前驱体,然后经过高温煅烧得到水系锌离子电池正极复合材料Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)/C(NVP/C),考察了煅烧温度和煅烧时间对NVP/C性能的影响。通过XRD、SEM和BET对样品结构和形貌进行了表征,通过循环伏安和充放电测试了样品的电化学性能。结果表明,不同煅烧温度和煅烧时间制备样品均为纯相的NVP/C,且并没有改变NVP/C的晶体结构;煅烧温度过高或煅烧时间过长会导致晶粒尺寸增大,性能迅速衰减。NVP/C制备最佳条件为煅烧温度700℃、煅烧时间8 h,在该条件下所制备的NVP/C(记为NVP/C-700-8)形貌更为规整,结晶性良好,具有较小的阻抗以及更好的离子扩散能力,进而表现出最佳的电化学性能。在0.1 A/g电流密度下表现出最佳的放电比容量(122.4 mA·h/g)。在1.0 A/g电流密度下经过200圈循环后放电比容量仍高达103.9 mA·h/g。

颜色可调CsLa(WO_(4))_(2):Pr^(3+)荧光粉的光致发光和温度传感特性

利用高温固相法制备了一系列不同Pr^(3+)掺杂浓度的CsLa(WO_(4))_(2)荧光粉,测试了X射线衍射(XRD)、漫反射光谱、激发光谱、发射光谱与荧光衰减曲线,讨论了光致发光光谱与浓度、温度的联系,并基于荧光强度比(FIR)技术计算得出温度传感相关参数。CsLa(WO_(4))2∶Pr^(3+)主要呈现源自3P_(0)和1D_(2)能级的发射,对应的最佳掺杂浓度分别为0.03和0.01,经证实电偶极‐电偶极相互作用导致了浓度猝灭。3P_(0)与1D_(2)能级的发射随温度变化趋势不同,这主要归因于Pr^(3+)‐W^(6+)的价间电荷迁移(IVCT)、交叉弛豫(CR)和多声子弛豫(MPR)等过程的综合作用。由于上述发射表现出不同的浓度和温度依赖特性,实现了颜色可调谐发光。基于3P_(1)→3H_(5)/3P_(0)→3H4热耦合能级对和1D_(2)→3H_(4)/3P_(0)→3H_(4)非热耦合能级对的FIR,计算得到相对灵敏度分别为586.01/T^(2)K^(-1)和1071.78/T^(2)K^(-1),表明该材料在温度传感领域具有潜在应用价值。

红光拓宽型植物照明用荧光粉La_(2)MgTiO_(6)∶Pr^(3+),Mn^(4+)的合成和发光性质探究

采用高温固相法合成了La_(2)MgTiO_(6)∶Mn^(4+)、La_(2)MgTiO_(6)∶Pr^(3+)、La_(2)MgTiO_(6)∶Pr^(3+),Mn^(4+)单掺杂和双掺杂荧光粉,并通过X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱等测试方法对荧光粉的物相结构、形貌和发光特性进行了表征及分析。结果表明:成功合成了La_(2)MgTiO_(6)∶Mn^(4+)、La_(2)MgTiO_(6)∶Pr^(3+)、La_(2)MgTiO_(6)∶Pr^(3+),Mn^(4+)荧光粉且均为纯相;样品的粒径为1~2μm;La_(2)MgTiO_(6)∶Mn^(4+)在650~750 nm的红光发射是来自Mn^(4+)的2 E 1→4 A 2跃迁,La_(2)MgTiO_(6)∶Pr^(3+)在红光区域600~660 nm具有强烈的发射,归属为Pr^(3+)的3 P 0→3 H 6和3 P 0→3 F 2跃迁。当Mn^(4+)与Pr^(3+)共同掺杂于La_(2)MgTiO_(6)时,来自Mn^(4+)、Pr^(3+)不同波段的红光发射使荧光粉的发射光谱与植物光敏色素P r与P fr吸收光谱的重叠程度大幅增加,表明Mn^(4+)、Pr^(3+)共掺有效拓宽了La_(2)MgTiO_(6)荧光粉的红光发射区域,更符合植物照明的需求,在LED植物照明领域具有更明显的潜在应用价值。

Ca_(3)La_(2)(BO_(3))_(4):Pr^(3+)荧光粉的制备及其发光性质的研究

通过高温固相法合成了Ca_(3)La_(1.96)(BO_(3))_(4):0.04Pr^(3+)荧光粉。通过X射线衍射(XRD)确定了样品的晶体结构,通过激发光谱和发射光谱对样品发光性能进行了研究。X射线衍射测试结果表明,样品已经成相。光谱测试结果表明,在449 nm、473 nm和485 nm光的激发下,样品的发射谱峰位于607 nm附近,这归因于Pr^(3+)的^(1)D_(2)→^(3)H_(4)跃迁。监测607 nm时,样品的激发谱由位于320~400 nm的宽激发带和分别位于449 nm、473 nm和485 nm处的窄激发峰组成。位于449 nm、473 nm和485 nm处的激发峰分别归因于Pr^(3+)的^(3)H_(4)→^(3)P_(2)、^(3)H_(4)→^(3)P_(1)、^(3)H_(4)→^(3)P_(0)吸收跃迁。Ca_(3)La_(1.96)(BO_(3))_(4):0.04Pr^(3+)荧光粉是一种可被紫外光和可见光激发的新型红光荧光粉。

磁性纳米TiO_2/SiO_2/Fe_3O_4光催化剂的制备及表征

以纳米Fe3O4磁粉为核心,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2/Fe3O4复合光催化剂。用XRD、TEM及元素分析对其结构和表面形貌进行了表征。以具有偶氮染料结构的甲基橙水溶液为目标反应物,评价其光催化活性。结果表明,所制TiO2/SiO2/Fe3O4样品为双层包覆型结构,SiO2为中间层,最外层是锐钛矿型的TiO2。该复合光催化剂对甲基橙溶液有较高的光催化活性,并具有可利用其磁性回收重用的特点,应用前景广泛。

红色长余辉材料Mg_2SiO_4∶Dy^(3+),Mn^(2+)的制备及发光特性

用高温固相法制备了长余辉发光材料Mg2SiO4∶Dy3+,Mn2+,对这种材料的红色长余辉性质进行了研究。对以不同掺杂浓度单掺杂Mn2+、单掺杂Dy3+以及双掺杂Dy3+,Mn2+的Mg2SiO4体系,通过在紫外激发下的发射光谱及其激发光谱的研究,确认了在双掺杂体系中,峰值为660 nm的发光带对应着Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)跃迁,Mn2+为主要发光中心。Mn2+的660 nm发射的激发谱分布很宽,样品在近紫外和可见光区都有良好的吸收,长波边可达600 nm,是这种材料的一个显著优点。还研究了双掺杂体系中Dy3+对Mn2+的660 nm发光带的敏化作用。另外,通过对单掺杂、双掺杂体系热释光曲线的比较,揭示了双掺杂体系中Dy3+的陷阱作用。