CeO2微结构的水热合成和光学性质

以Ce(NO3)3·6H2O作为铈源、尿素作为沉淀剂、K-30型PVP作为表面活性剂,采用水热法成功制备二氧化铈微结构.采用X射线衍射仪(XRD)、热重/差热分析(TG/DTA)、傅里叶变换红外谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、紫外可见近红外分光光度计(UV-Vis)和荧光分光光度计(PL)对此CeO2样品进行表征,结果表明:制备的CeO2样品具有萤石立方结构,样品中存在氧空位和Ce3+离子,样品具有较强的紫外吸收和室温光致发光性能.吸收边和拉曼峰位的移动与样品中氧空位和Ce3+离子有关.     

酸性水热合成CeO_2纳米颗粒的光学和磁学性质（英文）

以CeCl_3·7H_2O为铈源、NH3·H2O为矿化剂、HCl为酸性调节剂,利用水热法成功制备了二氧化铈纳米颗粒.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、荧光分光光度计(PL)、拉曼光谱(Raman)和振动样品磁强计(VSM)等分析测试手段,对CeO_2纳米颗粒的晶相、形貌、光学和磁学性质进行了表征.XRD测试结果表明样品的晶格参数略高于块状CeO_2的,并随着pH值的增大而减小.所有样品的形貌均为球形.从紫外-可见吸收光谱中,估计出的样品直接带隙值小于块状CeO_2的,且此值随pH值的增加而增加.pH值为2时合成样品具有室温铁磁性,此性质的出现可能与Ce~(3+)和氧空位的存在有关.     

氧化铈纳米粒子的制备及其生物应用进展

由于铈离子可以在Ce~(3+)和Ce~(4+)之间可逆转换,以及氧空位的存在,氧化铈(CeO_(2-x),x=0～0.5)纳米粒子具有优异的催化特性,作为一种用途广泛的稀土氧化物得到了广泛的关注.Ce原子能够快速而大幅度地调整其电子结构(如产生氧空位或缺陷),以最佳的结构适应其周围环境,具有多种酶类活性(包括超氧化物氧化酶、过氧化氢酶和氧化酶等),可以清除体内产生的各种毒性活性氧.氧化铈在生物分析、生物医学、药物传递和生物支架等生物领域展现出了良好的应用前景.综述了氧化铈的制备方法及其在生物领域的应用进展.     

喷雾燃烧法制备Pt/Ti_xCe_((1-x))O_2纳米颗粒及其CO催化氧化性能

采用喷雾燃烧法,以钛酸四异丙酯、2-乙基己酸铈和氯铂酸为前驱体,丙酸为溶剂,制备Pt/Ti_xCe_((1-x))O_2系列纳米复合颗粒。系统研究了催化剂助剂CeO_2添加量对产物的粒径、晶型、表面氧空位和CO催化氧化活性的影响规律,探讨了喷雾燃烧过程中纳米颗粒的生长机理。结果表明:Ce离子能够进入TiO_2晶格,并促进TiO_2由锐钛矿相向金红石相的转变;富集存在的CeO_2会沿着TiO_2金红石晶面外延生长为月牙岛状。Ce~(3+)能够增加颗粒表面的氧空位,提升载体活性氧参与CO氧化反应的可能性。Pt/Ti_(0.9)Ce_(0.1)O_2表现出最高的CO催化氧化活性,在70℃时CO转化率达到100%。     

酸性水热合成 CeO2纳米颗粒的光学和磁学性质

以CeCl3·7H2 O为铈源、NH3· H2 O为矿化剂、HCl为酸性调节剂,利用水热法成功制备了二氧化铈纳米颗粒．采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM ）、紫外‐可见分光光度计（UV‐Vis）、荧光分光光度计（PL ）、拉曼光谱（Raman）和振动样品磁强计（VSM ）等分析测试手段,对CeO2纳米颗粒的晶相、形貌、光学和磁学性质进行了表征．XRD测试结果表明样品的晶格参数略高于块状CeO2的,并随着pH值的增大而减小．所有样品的形貌均为球形．从紫外‐可见吸收光谱中,估计出的样品直接带隙值小于块状CeO2的,且此值随pH值的增加而增加．pH值为2时合成样品具有室温铁磁性,此性质的出现可能与Ce3＋和氧空位的存在有关．     

共沉淀法制备的含Sm2O2S钐铈复合物的表征及紫外–可见光屏蔽性能

氧化铈是一种应用比较广泛的无机紫外屏蔽剂，但是太阳光中的成分不只是紫外线会对人体产生伤害，400–450 nm之间的高能短波蓝光也会对人的皮肤或者眼睛产生一定的伤害，所以，本文旨在制备一种既能屏蔽紫外光又能屏蔽高能短波蓝光的光屏蔽剂。本文通过共沉淀法合成了含有Sm₂O₂S的钐铈复合物。 这种复合物不仅可以阻挡紫外光，还可以阻挡蓝光。钐铈复合物的平均透射率(360–450 nm)和禁带宽度最小值分别为8.90%和2.76 eV，低于CeO₂的13.96%和3.01 eV。元素分析 (EA)、X 射线衍射 (XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)确定了实验中制备的钐铈复合物样品由Ce₄O₇、Sm₂O₂S、Sm₂O₃和Sm₂O₂SO₄组成。通过扫描和透射电子显微镜(SEM和TEM)分析了钐铈复合物样品的微观结构。 X射线光电子能谱(XPS)表明，铈元素具有Ce3+和Ce4+两种价态，氧元素具有晶格氧和氧空位两种存在形式。Sm3+和Ce3+在氧化铈晶格中的掺杂以及氧空位的存在是导致钐铈复合物具有较小的禁带宽度以及优异的紫外–可见光屏蔽性能的重要原因。     

C/Cr掺杂氧化钛粉体的制备与氧空位调控

采用球磨法合成碳、铬掺杂的氧化钛材料,碳、铬掺杂用于调节材料的氧空位缺陷度.应用X射线衍射仪、紫外—可见分光光度计、荧光分光光度计等表征手段测试了样品的结构和光学性能.结果表明:碳、铬掺杂使材料的氧空位缺陷发生不同程度的改变.此外,对碳、铬掺杂的氧化钛的可见光吸收增强的来源作了相应解释.     

Ce3+-Nd3+共掺Y3Al5O12发光材料的合成及其近红外量子剪裁特性研究

以高温固相法合成一系列Ce~(3+)-Nd~(3+)共掺Y_3Al_5O_(12)(YAG)发光材料.通过荧光光谱测试证明,在YAG基质中Ce~(3+)-Nd~(3+)之间发生宽谱高效近红外量子剪裁,能量传递机理为合作能量下转换.在460 nm波长激发下,Ce~(3+)离子吸收一个可见光子跃迁至5d_1能级,然后将自身能量传递给两个邻近的Nd~(3+),进而发射出两个近红外光子.对样品的荧光衰减曲线分析可知,Ce~(3+)-Nd~(3+)之间的量子效率高达177.8%.通过Ce~(3+)-Nd~(3+)之间的量子剪裁,可将太阳光谱中能量较高的紫外-可见波段转换为近红外波段,有利于太阳光谱更好地被晶硅太阳能电池吸收和利用.     

紫外及真空紫外光激发下K_2Y(WO_4)(PO_4):Ce~(3+)的发光性质

通过高温固相法制备了新型Ce~(3+)掺杂K_2Y(WO_4)(PO_4)发光材料,研究了其在紫外和真空紫外光激发下的光致发光性能.在254nm激发下,K_2Y(WO_4)(PO_4):xCe~(3+)系列样品均显示出3个宽带发射,最高峰分别位于330,355和550nm,依次归属于Ce~(3+)的5d-~2F_(5/2),5d-~2F_(7/2)跃迁和O_2的p轨道到W~(6+)的d轨道的电荷转移跃迁.此外,在172nm激发下K_2Y(WO_4)(PO_4):0.05Ce~(3+)的CIE坐标为(0.309,0.3329),接近白光发射,暗示以Ce~(3+)掺杂K_2Y(WO_4)(PO_4)的白光发射材料在实现无汞荧光灯或等离子平板显示方面具有重要的应用前景.     

Ba_3Gd(BO_3)_3:Ce~(3+),Tb~(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

采用高温固相法制备单相Ba_3Gd(BO_3)_3:Ce~(3+),Tb~(3+)荧光粉,利用XRD、SEM、激光粒度仪和光致发光光谱分别对其物相、形貌、粒度分布和发光性能进行表征。结果表明:样品的粒度主要集中在1.5~2.0μm,颗粒表面光滑。激发光谱主要由Ce~(3+)和Tb~(3+)离子的4f-5d特征跃迁组成。在Ce~(3+)离子的特征激发下(350 nm),样品呈现Ce~(3+)离子的5d-4f宽带发射和Tb~(3+)离子的f-f锐利发射;主峰为544 nm,对应于Tb~(3+)离子的5D4→7F5跃迁。随着Tb~(3+)掺杂量的增加,Ce~(3+)离子的发射强度逐渐下降,Tb~(3+)离子的发射强度先增强后减弱;最佳掺杂量为20%。样品中存在Ce~(3+)向Tb~(3+)的能量传递,其传递效率为33.9%。样品的发光颜色可从蓝光调整到绿色区域。样品可应用于UV-LED中。     

磷锑酸的制备及其离子交换性能的研究

本文叙述了磷锑酸的制备方法,研究了其离子交换性能.结果表明,以P/Sb=1:4,在50℃干燥的样品对稀土元素铈有很好的离子选择性,具有相当高的交换容量,以8mol/L HNO_3+0.5mol/L AgNO_3为洗脱剂,可以得到良好的淋洗效果.此外还讨论了磷锑酸与Ce~(3+)离子交换机构。     

Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂的BaO-La_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃的发光性质

采用传统熔体冷却技术制备Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂的BaO-La_2O~3-B_2O_3-SiO_2玻璃,并测试样品的吸收光谱和荧光光谱.实验结果表明:由于Ce~(3+)在5d-4f轨道之间的电子跃迁,基础玻璃掺Ce~(3+)后吸收截止边明显红移;掺Ce~(3+)的BaO-La_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃的荧光发射光谱为峰值位于410 nm附近的宽带,对应于Ce~(3+)的5d-4f跃迁;由于SiO~2比B_2O_3的光碱度大,玻璃的荧光发射波长,体现出随硼硅比的降低而略有红移;还原性气氛有利十提高玻璃中Ce~(3+)的含量,从而增强发光强度;对Ce~(3+)和Tb~(3+)共掺玻璃,Ce~(3+)和Tb~(3+)在波长200-311 nm间有激发带重叠,因存在竞争吸收,导致以此区间波长激发时Tb~(3+)的发光有所减弱;Ce~(3+)和Tb~(3+)在311-444 nm间也有激发带(或激发带与发射带)部分重叠,因Ce~(3+)和Tb~(3+)之间存在的辐射和无辐射能量传递导致Ce~(3+)强烈敏化Tb~(3+)的发光.     

氧化铈和氧化钪掺杂对氧化锆材料中点缺陷的影响

介绍了两种稀土元素掺杂的氧化锆(ZrO_2)材料:氧化铈(CeO_2)掺杂ZrO_2和氧化钪(Sc_2O_3)掺杂ZrO_2.CeO_2掺杂ZrO_2材料的研究重点是温度和氧分压对其氧空位形成的影响,以及由此带来的其热力学参数的变化.Sc_2O_3掺杂ZrO_2材料的研究重点在ZrO_2的掺杂含量对其氧空位数量的影响,以及氧空位作为离子导通的载体在晶体和晶界上的变化对材料导电性能的作用.     

氧空位调控BiVO4纳米片的制备及光解水制氧性能

采用水热和烧结方法制备了氧空位调控的BiVO₄纳米片。通过X射线衍射仪、电子自旋共振谱仪、透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪和光解水制氧系统研究了不同氧空位含量(O_V)BiVO₄纳米片的结构和光解水制氧性能。通过对氧空位含量的调控,实现了对BiVO₄纳米片的光吸收和光电性能的优化,极大提高了BiVO₄纳米片的光解水制氧效率。结果表明:引入氧空位后,BiVO₄纳米片在可见光区的光吸收明显增强,并且随着氧空位含量的增加,样品的吸收边发生明显红移。适量氧空穴的引入显著提高了光生电子和空穴的分离,从而提高光生电子的利用率。BiVO₄-O_V2纳米片的光催化产氧速率约433 μmol/(h·g),约为BiVO₄纳米片的10倍。     

锐钛矿TiO_2纳米片的可控合成和光催化机制（英文）

采用溶剂热法合成了锐钛矿TiO_2纳米结构,研究乙醇、乙二醇和丙三醇对TiO_2形貌和光催化性能的影响.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、紫外可见近红外分光光度计(UV-Vis)等对此TiO_2样品进行表征.结果表明:随着黏度的增加,TiO_2的形貌由纳米片到纳米棒最后形成纳米颗粒;在乙醇溶液中合成的TiO_2纳米片表现出优异的光催化性能,这是由于UV光具有粒子性,光的多次反弹使得样品具有高的紫外吸收所致.     

铽离子掺杂铝硅酸盐氧氟玻璃的制备及其荧光性能

采用传统熔融法制备了Tb3+掺杂的铝硅酸盐氧氟玻璃样品.应用X线衍射仪、差示扫描量热仪、紫外可见分光光度计和荧光光谱仪对样品进行分析和表征.研究结果表明:Tb3+掺杂的铝硅酸盐氧氟玻璃热稳定性较好,不易析晶;紫外吸收截止波长为320～330nm,具有较好的透光性能;在紫外光的激发下,Tb3+主要产生蓝色和较强的绿色荧光;随着Tb3+浓度的增加,Tb3+间发生共振能量转移,增强了绿色荧光发射.     

具有氧空位的TiO_2纳米结构光催化固氮性能研究

采用溶胶凝胶法制备了小尺寸的高比表面积TiO_2纳米结构,并通过固相热还原工艺实现了氧空位的引入.通过X射线衍射(XRD)、固体紫外漫反射(DRS)和透射电子显微镜(TEM)对所得样品进行了表征,XRD结果证明了采用溶胶凝胶法制备的样品和还原后实现氧空位引入的样品均为锐钛矿纯相,TEM显示样品为小尺寸球状结构,固体紫外漫反射(DRS)结果证实了氧缺陷的存在,通过光催化N_2固定效率评价了光催化剂的光催化性能,结果表明固相热还原后实现氧空位引入的TiO_2纳米结构光催化还原N_2制氨效果得到显著提高.     

铈锰铽激活硼酸镁的光致发光

研究不同组成铈锰铽激活硼酸镁的发射光谱和激发光谱表明:只含Mn~(2+)的硼酸镁发光很弱;Ce~(3+)能很好地吸收254nm紫外光并能把能量传递给Mn~(2+),Ce~(3+)→Mn~(2+)能量传递效率最高可达99.8％,从而获得发明亮红光的荧光粉。Ce~(3+)→Mn~(2+)能量传递的机理为共振传递。铈锰铽共激活的硼酸镁中,Tb~(3+)和Mn~(2+)都有较高的发光效率,增加Tb~(3+)浓度使色坐标x值降低,y值升高;相反,增加Mn~(2+)浓度使色坐标x值升高、y值降低,改变Tb~(3+)、Mn~(2+)的浓度可调整荧光粉发光的颜色。     

溶胶–凝胶温度对Cu_(0.5)Ce_(0.375)Zr_(0.125)O_x结构及催化降解甲苯性能的影响

采用简单的溶胶–凝胶法在不同的温度下制备Cu_(0.5)Ce_(0.375)Zr_(0.125)O_x复合氧化物催化剂,通过XRD、H_2-TPR、O_2-TPD和Raman技术表征催化剂的结构,在固定床反应器中对其降解甲苯性能进行研究.结果表明:溶胶–凝胶的温度对催化剂的结构和活性具有一定影响,适宜的溶胶–凝胶温度有利于增强金属离子的流动性,促进CuO和CeO_2的相互作用,使Cu~(2+)更容易进入到CeO_2晶格中形成Cu-Ce固溶体,形成缺陷结构,产生更多的氧空位.当催化剂制备的溶胶–凝胶温度为70℃时,催化剂降解甲苯的活性最好,其完全降解甲苯的温度为250℃.这归因于该催化剂具有高达0.95的氧空位浓度和对活性起主要作用的活性物种较高的耗氢量.     

不同表面活性剂对Sn基底表面银纳米粒子薄膜的原位生长及其光学性能的影响

以Sn基底为活性基底,通过不同表面活性剂的作用,采用原位置换法在其表面制备出形貌各异的银纳米粒子薄膜材料.采用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、紫外可见分光光度计、荧光分光光度计等测试手段对样品进行分析和表征, 并考察银纳米粒子的形貌对其薄膜基底表面增强拉曼散射(SERS)活性的影响.结果表明：随着反应液中表面活性剂种类的改变,银纳米粒子的形貌发生改变.当表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)时,制备出的由银纳米粒子具有极强的紫外可见吸收光谱红移;并且以此条件得到的SERS活性基底具有极强的SERS信号.