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。

Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)纳米结构制备及光谱特性研究

Zn_(3)As_(2)与Zn_(3)P_(2)具有相同的伪立方晶格结构,它们具有较高的电子迁移率、较窄的直接带隙和良好的空气稳定性,在光电器件领域呈现出广泛的应用前景。目前关于Zn_(3)As2-Zn_(3)P_(2)固溶体纳米结构的研究相对较少,采用高气压烧结技术得到Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)(x=0、0.05、0.1)母合金,再利用化学气相沉积方法合成出多种形态的Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)纳米结构,包括宏观尺寸的纳米带(长度3~10 mm;宽度1~4 mm;厚度约20μm)、纳米帆、纳米棒及纳米银簪等。系统的研究了P掺杂对相组成、元素含量、微结构以及光谱特性的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)宏观纳米带样品的主相为α′相,随着P掺杂含量的增加,(224)衍射峰向右发生偏移,表明晶格常数减小。电子能谱分析显示P理论值(光致发光光谱)掺杂含量值x=0.05和x=0.1的Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)母合金纳米带中P的实际含量分别为x=0.026及x=0.062。微结构分析表明,Zn_(3)As_(2)宏观纳米带的生长模式为沿〈221〉晶面菱形层状生长,P掺杂使纳米带的宏观尺寸减小,生长模式由菱形层状生长转变为纳米颗粒堆积层状生长。纳米带样品的拉曼光谱在79、97、198、320、428和1107 cm^(-1)出现特征峰,P掺杂导致拉曼光谱中1107 cm^(-1)特征峰发生蓝移,傅里叶红外光谱(FTIR)中1101和1599 cm^(-1)特征峰与PL谱中的300、422和635 nm特征峰也发生蓝移。Zn_(3)As_(2)与Zn_(3)(As_(0.974)P_(0.026))_(2)纳米带光电流与电压的线性关系良好,存在较好的欧姆特性,P掺杂后的Zn_(3)(As_(0.974)P_(0.026))2纳米带在900 nm条件下的光响应最为敏感。

蔗渣纤维素基Zn_(3)In_(2)S_(6)光催化降解2,4-二氯苯酚的研究

文章研究采用蔗渣纤维素和Zn_(3)In_(2)S_(6)为原料,通过化学交联法成功制备了蔗渣纤维素基Zn_(3)In_(2)S_(6)(SBC@ZIS)光催化剂,并利用SBC@ZIS光催化降解2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)。运用FT-IR、紫外可见漫反射、SEM-EDS、XPS和XRD对SBC@ZIS物理特性进行表征,并运用高效液相色谱和TOC分析SBC@ZIS降解2,4-DCP的性能。FT-IR和XRD结果证实了SBC与ZIS的结合未显著改变ZIS的结构。通过SEM-EDS表征发现,SBC载体上具有O、C、Zn、In和S元素,在XPS表征中,SBC@ZIS表现出与ZIS同样的衍射峰,两者表征均证明了ZIS很好地负载在SBC上。紫外可见漫反射表明ZIS固定于SBC后,其光吸收范围发生了红移,即从524 nm红移至600 nm,表明SBC@ZIS有利于提高ZIS在可见光下的吸收范围。通过单因素实验可知,在最优条件下,SBC@ZIS对2,4-DCP(50 mg/L)的降解率可达87%,相较于单独ZIS光催化提高了10个百分点。并且总有机碳的去除率达到了71%,相较于ZIS提高了17个百分点。将Zn_(3)In_(2)S_(6)负载于蔗渣纤维素上,有利于提高回收利用性和光催化性能,为2,4-DCP的高效降解提供一种新的思路。

非稀土激活耐高温蓝紫色Zn_(3)B_(2)O_(6)∶Bi^(3+)荧光粉的发光特性研究

完全人工光控植物生长技术的快速发展对光源的要求精益求精,发光强度高、热稳定性良好的蓝紫色荧光粉是植物生长的关键材料。本文采用固相法合成了非稀土Bi^(3+)激活耐高温蓝紫色Zn_(3)B_(2)O_(6)∶xBi^(3+)(0≤x≤0.03)荧光粉。X射线衍射和能谱分析结果表明Bi^(3+)成功进入Zn_(3)B_(2)O_(6)基质晶格。荧光光谱观察到Zn_(3)B_(2)O_(6)∶xBi^(3+)荧光粉在430 nm(3P1~1S0)处呈现窄带蓝紫光,半峰全宽仅为56 nm,最佳Bi3+掺杂浓度为0.02。依据激发光谱峰形和寿命衰减行为,证明了Bi^(3+)在Zn_(3)B_(2)O_(6)基质中仅占据Zn格位。另外,Zn_(3)B_(2)O_(6)∶0.02Bi3+荧光粉发射光谱在423 K下的发射峰强和积分面积均为室温下的85%,表明该样品具有优良的热稳定性和潜在的高温器件应用。Zn_(3)B_(2)O_(6)∶0.02Bi^(3+)的发射光谱分别占叶绿素a/b吸收光谱(370~525 nm)的70.4%和84.6%,表明该合成蓝紫色荧光粉在植物生长领域的潜在应用。

黄光发射纯Zn_(3)V_(2)O_(8)荧光粉的制备及光学性能研究

以1%BaF_(2)为助溶剂通过简单的高温固相法成功合成了黄光发射纯Zn_(3)V_(2)O_(8)荧光粉。采用X射线衍射(XRD)测定了Zn_(3)V_(2)O_(8)的纯度,通过激发/发射(PLE/PL)光谱、热猝灭光谱和荧光寿命曲线分析了其光学性质。结果表明:在360 nm激发下,Zn_(3)V_(2)O_(8)荧光粉在400~800 nm表现出较强的宽带发射,该发射归因于^(3)T_(2)→^(1)A_(1)和^(3)T_(1)→^(1)A_(1)的电子跃迁,其最佳发射波长在550 nm,发出明亮的黄光。在550 nm的监测下,Zn_(3)V_(2)O_(8)荧光粉在200~450 nm呈现宽吸收带。Zn_(3)V_(2)O_(8)荧光粉的发射衰减时间为1.67 ms,室温内量子效率高达47.09%。当温度升高到140℃时,该荧光粉的高温发射强度相比于室温发射强度的保持率为25.1%,高于其他石榴石结构的钒酸盐材料。Zn_(3)V_(2)O_(8)荧光粉作为新型白光发光二极管器件的黄光光源在低成本、可大批量生产方面具有潜在的优势。

植物补光用In^(3+)掺杂Zn_(3)Ga_(2)Ge_(2)O_(10)∶Cr^(3+)远红光发光材料的性能研究

采用高温固相法制备了Cr^(3+)掺杂的远红光荧光粉,并通过引入In^(3+)对Zn_(3)Ga_(2)Ge_(2)O_(10)∶Cr^(3+)发光特性进行了调控。通过XRD对Zn_(3)(Ga_(1-x)In_(x))_(2)Ge_(2)O_(10)∶2%Cr^(3+)(摩尔分数)的晶体结构进行了分析。利用室温荧光光谱和热释光光谱分析了Zn_(3)(Ga_(1-x)In_(x))_(2)Ge_(2)O_(10)∶2%Cr^(3+)的发光特性,其发射光谱由^(4)T_(2)(^(4)F)→^(4)A_(2)和^(2)E→^(4)A_(2)跃迁的705、721 nm两发光峰叠加而成。随着Zn_(3)(Ga_(1-x)In_(x))_(2)Ge_(2)O_(10)∶2%Cr^(3+)中In^(3+)掺杂浓度增加,材料发射光谱呈现展宽的现象,这是Cr^(3+)所处晶体场环境的改变导致了晶体场劈裂程度的变化。光谱展宽后荧光材料的发光特性与植物中光敏色素吸收谱更加匹配,因此其有望应用于植物照明领域。此外,随着In^(3+)掺杂浓度增加,荧光材料表现出红色长余辉现象,并且余辉时间与In^(3+)掺杂浓度有关。

氧化铅含量对富铅气氛烧结的Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3)O_(3)基陶瓷介电性能的影响

从不同含量的PbO初始粉体出发并在烧结时维持铅气氛的情况下,用二次合成法制备了0.75Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.15BaTiO3-0.10PbTiO3三元系固溶体陶瓷,研究了初始粉体中不同的氧化铅含量对在铅气氛条件下烧结的该体系陶瓷的介电性能的影响。实验表明在富铅气氛的作用下,微量氧化铅欠缺的初始粉体所制备出的陶瓷具有较好的介电性能,尤其是当初始粉体中氧化铅欠缺5%时的陶瓷具有最大的峰值介电常数。

绿色荧光粉Zn_2Ca(PO_4)_2:Tb^(3+)的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成了绿色荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+,测定了该荧光粉的XRD图谱、激发光谱及发射光谱。XRD图谱表明在高温还原气氛下合成了纯相的荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+。该荧光粉的激发谱位于340～400nm。在紫外激发下主要发射峰位于490、544、584、622nm,对应于Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F3的特征发射。考察了Tb3+的掺杂浓度对样品发光效率的影响,分析了Tb3+的544nm发射的自身浓度猝灭机理并探讨了敏化剂Ce3+离子的加入对荧光粉发光的影响。此绿色荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+是一种很有潜力的适于UVLED管芯激发的发光粉。

Na-Ni掺杂对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7基陶瓷.研究Na^+、Ni^(2+)分别替代Bi^(3+)、Nb^(5+)对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷烧结特性和介电性能的影响.替代后样品的烧结温度从960℃降低到870℃左右.在-30℃～+130℃,陶瓷样品的温谱中出现明显的介电弛豫现象,弛豫峰所在温区较宽;当Ni^(2+)替代量增加到0.2时出现双弛豫峰.随着Ni^(2+)替代量增加,弛豫峰值温度向高温移动,弛豫激活能增加,两弛豫峰之间距增加.用缺陷偶极子和晶格畸变解释了Na-Ni掺杂Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7的介电弛豫现象.

采用[bmim]Zn_(2)Cl_(5)/NH_(3)和NaSCN/NH3为工质的两级复叠吸收式制冷稳态特性

提出了一种以[bmim]Zn_(2)Cl_(5)/NH_(3)和NaSCN/NH3为工质的新型两级复叠吸收式制冷(TCAR)。基于系统部件的质量守恒,能量守恒和[火用]方程,对TCAR系统的热性能进行了数值研究。计算并分析了热源温度和冷媒水入口温度关键性能参数的影响。结果显示:TCAR系统的热性能优于两级吸收式制冷(TAR)系统,性能系数(COP)略低于热驱动压缩吸收式制冷(HACR)系统,但TCAR系统的热源温度低于HACR系统,且TCAR系统的结构比HACR系统简单得多。计算并比较了每个部件的[火用]损,发现发生器、冷凝器以及吸收冷凝器的[火用]损最大。

Cd_(0.5)Zn_(0.5)S/MoO_(3)复合材料光催化降解甲基橙

以MoO_(3)、Cd_(0.5)Zn_(0.5)S、聚乙烯吡咯烷酮为原料,水热一锅法制备了Cd_(0.5)Zn_(0.5)S/MoO_(3)复合材料,通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis DRS及PL对复合材料的结构、形貌以及光学性能进行了表征。在可见光照射下,将其用于甲基橙(MO)、罗丹明B、亚甲基蓝、孔雀石绿、酸性品红、结晶紫的光催化降解。结果表明,MoO_(3)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S复合材料对上述染料都具有光催化降解能力,其中,对MO的光催化活性最佳。可见光照射60 min,质量浓度0.67 g/L的10%Cd_(0.5)Zn_(0.5)S/MoO_(3)(Cd_(0.5)Zn_(0.5)S含量为10%,以MoO_(3)质量计)对质量浓度10 mg/L MO的降解率达到98.0%,表观速率常数为0.06725 min–1,分别约为MoO_(3)和Cd_(0.5)Zn_(0.5)S的172倍和31倍。

Mg^(2+)掺杂对上转换发光材料Na_(2)Zn_(3)Si_(2)O_(8):Er^(3+)发光性能的影响

采用高温固相法成功合成了新型Mg^(2+)掺杂Na_(2)Zn_(3)Si_(2)O_(8):Er^(3+)荧光粉,研究了其物相结构、上转换发光特性以及热稳定性和单色性。研究结果表明,Mg^(2+)离子的掺杂对Na_(2)Zn_(3)Si_(2)O_(8):Er^(3+)晶体结构没有影响,并且在980 nm激发下出现了Er^(3+)离子的绿色和红色特征发射带,Mg^(2+)离子的掺入使Er^(3+)离子在661 nm处的红色发射强度提高了16倍,这归因于随着掺杂Mg^(2+)离子CO32-基团和OH-基团数量的逐渐减少,无辐射跃迁几率减少,最终导致发光强度的增强。通过热稳定性研究发现,Na_(2)Zn_(3)Si_(2)O_(8):3%Er^(3+)、1%Mg^(2+)在25℃~250℃温度范围内表现出较好的热稳定性,并随着温度的升高样品呈橙红色发光。优化后的样品在固态照明领域有潜在应用价值。

纳米Ag@ZnO/Zn_(2)Ti_(3)O_(8)的制备及光催化降解油田污水的研究

采用共沉淀法合成银锌钛纳米复合光催化剂,并通过XRD、SEM对其进行了表征。以油田污水中的石油类为降解物,探究其光催化效果。以溴酸钾、EDTA-2Na作为自由基捕获剂,探究银锌钛纳米复合物的光催化机理。XRD结果表明,该催化剂为Ag@ZnO/Zn_(2)Ti_(3)O_(8)。SEM结果表明,其形貌为10~40 nm的纳米球组成的纳米棒。光催化结果表明,该催化剂具有良好的石油类降解效果。在15 W紫外灯辐射下,5 h石油类的去除率可达89%。该催化剂经5次循环使用后,光催化效果仍可保持76%以上。通过自由基捕获实验可知,此过程中起主要作用的是空穴。

Ti_(3)(Zn_(x)Al_(1-x))C_(2)固溶体热学、电学和力学性质的理论研究

采用第一性原理的密度泛函理论平面波赝势法,通过投影缀加波(PAW)和广义梯度近似(GGA)系统地研究了Ti_(3)(Zn_(x)Al_(1-x))C_(2)的结构、能量、声子性质、电子性质和弹性性质。对MAX相Ti_(3)AlC_(2)晶体中A位置的Al元素用Zn元素进行替换掺杂,构建出Ti_(3)(Zn_(x)Al_(1-x))C_(2)(x=0,0.25,0.5,0.75,1)固溶体结构模型。计算分析表明:在所研究的掺杂浓度范围内Ti_(3)(Zn_(x)Al_(1-x))C_(2)均是热力学、动力学和力学稳定的脆性材料;此外,Ti_(3)(Zn_(x)Al_(1-x))C_(2)(x=0,0.25,0.5,0.75,1)均呈现金属性,在费米能级处的电子态密度主要贡献来自Ti-3d态,同时具有离子键、共价键和金属键的综合性质。随着Zn原子掺杂浓度的增加,在一定程度上其导电性和塑性均增强。

PPy/Zn_(3)In_(2)S_(6)对盐酸四环素的吸附-降解-光再生研究

基于聚吡咯的光电性能和Zn_(3)In_(2)S_(6)的光催化活性,将聚吡咯与Zn_(3)In_(2)S_(6)相结合,以盐酸四环素为模板分子,将盐酸四环素的吸附-降解-光再生有效耦合,研究聚吡咯与Zn_(3)In_(2)S_(6)的配比、光照时间、淬灭剂等对盐酸四环素的吸附-降解-光再生过程的影响。结果表明,2%PPy/Zn_(3)In_(2)S_(6)对盐酸四环素的处理效果最好,吸附效率可达到76.63%,光照30 min,饱和吸附的2%PPy/Zn_(3)In_(2)S_(6)光再生效率可达到17.03%。

g-C_(3)N_(4)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合光催化剂的制备及降解双酚A的性能研究

本文以醋酸锌、醋酸镉和硫脲为原料,在前驱体制备过程中改变Zn/Cd的摩尔比,采用一锅退火法制备了系列g-C_(3)N_(4)/Zn_(1-x)Cd_(x)S复合物。以双酚A(BPA)为目标污染物,考察了所制材料的光催化降解活性。结果表明,Zn/Cd的摩尔比为1∶1的g-C_(3)N_(4)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S在光反应30 min后,对BPA去除率可达94.9%,是g-C_(3)N_(4)(1.8%)和Zn_(0.5)Cd_(0.5)S(45.5%)的52.7和2.1倍;反应速率可达0.1276 min-1,是g-C_(3)N_(4)(0.0009 min-1)和Zn_(0.5)Cd_(0.5)S(0.0213 min-1)的141.7和6.0倍。利用X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征了g-C_(3)N_(4)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合物的结构。光致发光光谱(PL)、电化学阻抗(EIS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和电子顺磁共振波谱(EPR)的分析结果表明,g-C_(3)N_(4)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合物遵循Z型界面电荷转移机制,具有较强可见光吸收能力及高电荷分离/转移速率,促进了其光催化性能的大大提升。

Eu^(3+)、Tb^(3+)掺杂Zn_(4)B_(6)O_(13)光致发光材料的研究

采用高温固相扩散方法,获得了Eu3+、Tb3+单掺杂和Eu3+/Tb3+双掺杂于过渡金属Zn4B6O13基质中的系列荧光材料,并分别研究了它们的光谱行为,其中Eu3+位于610nm的强发射是来自5D0→7F2的跃迁;Tb3+位于541nm的强发射是来自5D4→7F5的跃迁;Eu3+/Tb3+双掺杂时主要发射峰位于625nm处.通过光谱分析证明了在基质中存在Tb3+→Eu3+的能量传递,且Tb3+是Eu3+的良好的敏化剂.本文同时还讨论了温度、稀土离子浓度对材料发光特性的影响.

高Q Ba(Zn_(1/3)Ta_(2/3))O_3介质谐振器材料及其在毫米波系统中的应用

叙述了Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３介质谐振器材料的制备、结构、微波性能及典型应用。Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３介质材料介电常数εｒ为２９．５，频率温度系数τ≈０（－５５～＋８５℃），１０ＧＨｚ下最大无载Ｑ值１４７００，在２８ＧＨｚ测得Ｑ值约为４８００。这种材料具有高Ｑ值，特别适用于Ｘ以上波段作为振荡器电路中频率稳定元件。用这种介质谐振器已研制出８ｍｍ介质稳频微带耿氏振荡器，频率稳定度小于１０×１０－６／℃，最大输出功率达１８０ｍＷ。

Gel/CS/PPy/Zn_(3)In_(2)S_(6)凝胶对酸性品红的综合处理

氧化降解是治理有机废水的常用方法之一,但是降解过程中形成的小分子物质可能会对水体形成二次污染。鉴于此,将Zn_(3)In_(2)S_(6)包埋在明胶/壳聚糖/聚吡咯(Gel/CS/PPy)凝胶中制备出Gel/CS/PPy/Zn_(3)In_(2)S_(6)复合材料,实现凝胶吸附和光催化降解相耦合。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见光谱(UV-vis-NIR)对材料的结构及性能进行表征。以酸性品红(AF)为处理对象,开发出吸附富集和原位降解相结合的综合处理方法。Gel/CS/PPy凝胶体系可将AF从污染水体中转移到凝胶内,实现AF的大容量吸附富集,吸附效率可以达到93.74%,凝胶中的Zn_(3)In_(2)S_(6)可以将吸附的AF氧化降解,并再生吸附位点。最终Gel/CS/PPy/Zn_(3)In_(2)S_(6)可重复利用至少6次以上,处理效率保持在90%以上。

Ga_(x)N_(2)∶Zn_(3-x)薄膜的分子束外延生长及其光学和电子输运性能表征

本文采用分子束外延技术,通过对金属分子束的精确控制,在MgO(002)基底上成功生长了Ga_(x)N_(2)∶Zn_(3-x)合金薄膜.高分辨率单晶X光衍射仪表征结果表明Ga_(x)N_(2)∶Zn_(3-x)合金薄膜仍是以(400)Zn_(3)N_(2)为主导的复合晶体结构,对衍射数据的分析得到该薄膜晶粒尺寸小.用扫描电子显微镜和能谱射线分析仪对其表面和成分做了深入的分析和讨论,在固定的金属流量比的生长环境下,不同厚度的样品在成膜后x均为0.65,化学通式Zn_(2.35)Ga_(0.65)N_(2).该结果表明Ga元素属于重度掺杂,同时也体现了分子束外延技术在共掺杂技术中的优越性.本文也测量并讨论了Zn_(2.35)Ga_(0.65)N_(2)薄膜的光学性能,实验得到的1.85 eV的光学带隙与理论推算基本吻合,说明Ga的掺入有Ga-N结构的形成.同时也说明,Ga元素的掺入,实现了对Zn_(3)N_(2)薄膜的光学带隙的调控.最后对该薄膜的电子输运性能进行表征,测量结果表明其为p型半导体薄膜.本文的实验技术和结果也为今后对Zn类化合物半导体的研究奠定了基础.