水热法合成Y2O3 ∶ Yb3+,Er3+上转换材料及发光特性

以Y2O3,Yb2O3和Er2O3为原料,利用水热法制备Y2O3,Yb3+,Er3+纳米上转换材料.通过X射线粉末衍射、扫描电镜和透射电镜对材料的晶型、成分、粒径及表面形貌进行分析.实验结果表明:所得粉体的晶型为立方晶系,晶粒为圆球形,平均粒径为20 nm.在波长为980 nm半导体激光器激发下产生绿色和红色的上转换荧光;改变Yb3+,Er3+的掺杂比例,激发产生的绿光和红光的荧光强度随Yb3+,Er3+掺杂比例的改变而发生变化.     

低发射率SiO2/Al2 O3纳米复合粉体的制备和红外隐身性能

采用溶胶-凝胶法制备非晶态和结晶态两种相结构的SiO2/Al2 O3纳米复合粉体,通过X射线衍射、透射电子显微镜等手段对纳米复合粉体结构和形貌进行表征,并利用傅里叶变换红外光谱仪研究纳米复合粉体的红外隐身性能.结果表明：两种相结构的SiO2/Al2 O3纳米复合粉体均呈不规则颗粒状,其中结晶态SiO2/Al2 O3纳米复合粉体的平均晶粒尺寸约为18 nm；结晶态SiO2/Al2 O3纳米复合粉体在2.5~25μm波长范围内的红外发射率均低于非晶态复合粉体,3~5μm内发射率平均值为45.65%,8~14μm内发射率平均值为46.19%,是一种低发射率的红外隐身复合纳米材料.     

Er3+/Y3+/Yb3+共掺杂氧化铝光致发光增强研究

采用sol-gel法制备了不同摩尔比例的Er3+/Y3+/Yb3+共掺杂Al2O3粉末.X射线衍射(XRD)结果表明各样品均以δ-Al2O3为主相.利用荧光光谱仪测试各样品的光致发光(PL)谱,结果表明Y3+的共掺杂明显的提高了Er3+的PL强度.Er3+/Y3+/Yb3+共掺杂Al2O3粉末的PL强度随着Yb3+浓度呈先增大后减小的变化,Er3+∶Y3+∶Yb3+的摩尔比例为1∶20∶10时,样品的PL强度在Y3+共掺杂的Er3+∶Al2O3粉末的PL强度提高了7倍的基础上进一步提高了近4倍,说明Er3+/Y3+/Yb3+的共掺杂能够更有效地提高Er3+的PL强度.     

纳米Yb3+-Er3+/TiO2的制备 及其在降解染料废水中的应用

为提高TiO2的催化活性,采用溶胶凝-胶法合成了不同Yb3+和Er3+掺杂量,不同焙烧温度的Yb3+-Er3+/TiO2光催化剂,并对所制得的样品进行了FT-IR、XRD、SEM表征,用亚甲基蓝溶液模拟有机染料废水,来测试样品的催化性能.结果表明：所得粉体均为锐钛矿的TiO2,稀土Yb3+、Er3+掺杂TiO2能细化晶粒;摩尔比n(Yb3+-Er3+):n(TiO2)=2%的样品在400℃焙烧,无需灯源照射,常温常压不通氧气条件下,加入1mL氧化剂30%的H2O2,降解10mg.L-1亚甲基蓝溶液6h,降解率可达95%.     

Er对一种近α型高温钛合金蠕变性能的影响

用真空自耗电弧炉熔炼获得了两种含Er高温钛合金,测试了这两种高温钛合金的蠕变性能并用光学显微镜和透射电镜观察了合金蠕变后的组织形貌。结果表明：稀土Er以含有Ti、Er、O的氧化物颗粒的形式存在,细化了晶粒,与合金中析出的硅化物、α2相一起阻碍位错的运动,提高了合金的抗蠕变性能,Er含量达到0.1wt%时,其效果显著。     

两种不同形貌FePO_4的制备及其正电极材料LiFePO_4的电化学性能

分别以Fe(NO_3)_3·9H_2O和FeSO_4·7H_2O为铁源,采用均相沉淀法和氧化-液相沉淀法制备了两种不同形貌的FePO_4粉体,再以FePO_4为前驱体,与LiOH·H_2O、蔗糖混合,采用碳热还原法合成了LiFePO_4正电极材料.用XRD和SEM对所制备的FePO_4粉体进行结构和表面形貌表征,测试了LiFePO_4样品的充放电性能.XRD和SEM测定结果表明,采用均相沉淀法制备的FePO_4为六方晶系纯相,颗粒形貌为圆片状,颗粒大小均匀;而液相氧化法制备的FePO_4也为六方晶系纯相,但颗粒形貌无规则.由圆片状FePO_4和无规则FePO_4所合成的LiFePO_4的颗粒形貌与其前驱体相同.充放电测试表明在0.5C下圆片状LiFePO_4的首次放电比容量为140 mAh/g,无规则LiFePO_4的首次放电比容量为89 mAh/g.经过50次循环后,前者的放电比容量仅下降1.43%,后者基本不变.     

一种Er3+/Yb3+共掺锗碲铋钾玻璃的光谱性质

用熔融法制备了Er3 /Yb3 共掺TeO2-GeO2-B i2O3-K2O玻璃样品,对玻璃进行了差热分析并测试了玻璃的吸收光谱和上转换光谱.应用Judd-Ofelt理论计算了Er3 /Yb3 共掺锗碲铋钾玻璃的3个强度参数,及Er3 各能级的振子强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数.通过977 nm的激光二极管抽运,在室温下同时观察到绿色(522和546 nm)和红色(658 nm)的荧光发射,分别是由于Er3 自2H11/2→4I15/24、S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁而产生.强烈的绿光和红光发射均来源于双光子吸收过程.     

直流电弧放电法制备Er~(3+)-Yb~(3+):Al_2O_3纳米粒子的上转换发光特性研究

采用直流电弧放电法成功制备了粒度约60nm的Er3+-Yb3+共掺杂Al2O3纳米粒子.通过978nm激光二极管(LD)激发,获得位于526,547nm的绿色和677nm的红色上转换发光,分别对应于Er3+的2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁.退火对于样品的上转换发光具有较大影响:退火前,红色发光明显,退火后则以绿色发光为主.(ErYb)3Al5O12和α-(Al,Er,Yb)2O3混合相中增强的激发态吸收4I11/2+光子→4F7/2和能量传递2F5/2(Yb3+)+4I11/2(Er3+)→2F7/2(Yb3+)+4F7/2(Er3+)过程导致绿色上转换发光显著增加.绿色和红色上转换发光过程均为双光子上转换吸收.结果表明直流电弧放电法是一种极具发展潜力的光学材料制备方法.     

六方相NaYF4∶Yb3+,Er3+晶体的制备及上转换发光性能

采用水热法制备形貌规整、尺寸均一的β-NaYF4:Yb3+,Er3+微米片,借助X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析技术研究不同反应温度、反应时间对合成产物的物相、形貌和尺寸的影响。结果表明:随着反应温度的升高和反应时间的延长,生成的产物由α-NaYF4纳米颗粒逐渐转变为β-NaYF4微米片。当反应温度为220℃、反应时间为24 h时,得到了直径为2.9μm、厚度为1.3μm的片状β-NaYF4:Yb3+,Er3+粉体。荧光光谱分析表明,在980 nm激光激发下,β-NaYF4:20%Yb3+,2%Er3+粉体能够发射出绿光(波长521和539 nm)和红光(波长654 nm)。     

Yb~(3+),Er~(3+)共掺MWO_4(M=Cd,Ba)纳米晶体的制备及发光性能

以CTAB为表面活性剂,采用水热法合成了Yb,Er共掺MWO4(M=Cd,Ba)纳米晶体.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和荧光分光光度计等手段对产物的组成、形貌和荧光性质进行了系统表征.结果表明:Yb3+,Er3+掺杂钨酸盐的发光条件随着M种类的不同而有较大的差异,水热合成的CdWO4:Yb3+,Er3+纳米晶体在980 nm激光照射下用肉眼可观察到明显的绿色上转换发光,而BaWO4:Yb3+,Er3+晶体高温煅烧到900℃才能观察到明亮的绿色发光.研究了温度对上转换发光强度的影响,讨论了两种晶体的上转换发光性质.     

稀土掺杂CaYF2纳米材料的合成及其光学性质研究

采用热分解法合成了一系列Ca/RE(mol)比例及掺杂浓度不同的CaYF2:RE(RE=Yb3+,Er3+)上转换纳米发光材料,在980nm红外激光照射下,肉眼可观察到明亮的黄、绿色上转换发光.通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱仪对样品进行表征.结果表明,Ca/RE(mol)比例为3,Yb3+和Er3+掺杂浓度分别为20%、2%(mol)时得到发光性能较好的立方相CaYF2:Yb,Er上转换纳米材料.980nm红外光激发下,Yb3+和Er3+共掺的CaYF2:Yb,Er发出分别来自于Er3+的2 H9/2→4I15/2跃迁的蓝光、2 H11/2,4S3/2→4I15/2跃迁的绿光和4F9/2→4I15/2跃迁的红光发射,且Er3+的红、绿光发射均为双光子过程,蓝色发光为三光子过程.     

晶体硅光伏电池的材料优化

介绍了调制阳光频率实现太阳光波上下量子剪裁的两种方式:掺杂稀土离子和微纳米结构化硅基材料.以Lu2O3为基质,采用共沉淀法制备了Tb3+和Yb3+共掺的下转换粉末;以NaYF4为基质,采用热水法制备了Er、Yb和Tm共掺的上转换粉末.实验证明Lu2O3:Tb3+,Yb3+纳米粉末中,一个高能光子可剪裁成2个974 nm的近红外光子.而NaYF4:Er3+,Yb3+,Tm3+共掺的上转换材料也有显著的上转换效果,仅用1 122 nm激光照射0.25 cm2实验硅光电池片可增加电池光电流密度0.06 mA/cm2.设计了具有纳米结构的PIN.简述了通过梯度掺杂制结增强光伏效应的原因.     

钨掺杂氧化铁基纳米材料的合成及气敏性能研究

合成掺杂钨的Fe2O3复合氧化物对NO2、Cl2等氧化性气体有很高的灵敏度,利用XRD对产品的物相进行了分析;用TEM或SEM对粉体晶粒的粒径和形貌进行了观察;将产物粉体制成气敏元件,采用静态配气法在气敏测试仪上进行了灵敏度和响应-恢复曲线的测试,研究证明0.33WO3-Fe2O3试样形貌为蜂窝状,按比例估算粒径,平均...     

Effects of Yb～(3 ) codoping on visible and near infrared emissions of Er～(3 )-Yb～(3 ) codoped Al_2O_3 powders by the sol-gel method

The 0.1 mol% Er3 and 0―2 mol% Yb3 codoped Al2O3 powders were prepared by the sol-gel method,and the phase structure,including only two crystalline types of doped Al2O3 phase,γ-(Al,Er,Yb)2O3 and θ-(Al,Er,Yb)2O3,was detected at the sintering temperature of 1000℃. The visible and near infrared emissions properties depended strongly on the Yb3 codoping,and the corresponding maximal peak intensities centered at about 523,545,660 and 1533 nm were obtained respectively for the 0.1 mol% Er3 and 0.5 mol% Yb3 codoped Al2O3 powders,which were composed of θ-(Al,Er,Yb)2O3 and a small amount of γ-(Al,Er,Yb)2O3 phases. The two-photon absorption process was responsible for the visible up-conversion emissions,and the one-photon absorption process was involved in the near infrared emissions of the Er3 -Yb3 codoped Al2O3 powders.     

锡基复合氧化物负极材料的研究

采用共沉淀法制备了SnFeO2.5和SnPbO2两种锡基复合氧化物粉末.XRD分析表明,这两种锡基复合氧化物在26°～28°处都有波峰,属无定形结构;SEM的形貌观察发现SnFeO2.5颗粒分层紧密堆积、团聚在一起,SnPbO2颗粒为棱柱状、表面光滑.将其分别作为Li+电池负极材料的活性物质,利用恒电流电池测试仪研究它们的电化学性能,发现这两种锡基复合氧化物都有较高的电化学容量.     

LiBaF_3∶Yb~(3 )/Er~(3 )(or Ho~(3 ))的水热合成及上转换发光性能

利用水热合成方法合成了LiBaF3∶Yb3 /Er3 (or Ho3 )(1%,1%)上转换荧光粉体,XRD分析表明所合成的样品为立方晶系结构.紫外-可见-近红外的漫反射吸收光谱表明,Er3 、Ho3 和Yb3 在1000 nm附近均有吸收.在980nm半导体激光激发下,LiBaF3∶Yb3 /Er3 (1%,1%)和LiBaF3∶Yb3 /Ho3 (1%,1%)都发射出较强的绿光和弱的红光,这些发射均为双光子过程.     

Preparation and luminescence properties of YeO3：Er^3＋/TiO2 with high specific surface area

The three composites Y2O3 :Er3+ , Y2O3 :Er3+ /Yb 3+ andY2O3 :Er3+ /TiO2 were prepared using coprecipitation and sol-gel techniques. Their morphology, specific surface area, porosity, UV-vis. absorption spectra and fluorescence spectra were measured using SEM, TEM, surface analysis, UV-vis. absorption and photoluminescence spectrophotometry. SEM and TEM showed that samples prepared using coprecipitation were dispersed, while Y2O3 :Er3+ /TiO2 particles possessed a mesoporous surface and average diameter of ab...     

凝胶浇注法制备Ni/TiO2-Ce0.8Sm0.2O1.9多孔阳极材料的研究

以硝酸盐和氧化物为原料,通过凝胶浇注法制得了摩尔分数为10%TiO2-Ce0.8Sm0.2O1.9(TiO2-SDC)粉体,采用X射线衍射、透射电镜对粉体的相组成和颗粒形貌进行了分析。结果表明,干凝胶在600℃下煅烧后,TiO2和Sm2O3能完全固溶进CeO2晶格中,形成具有单一立方相结构和纳米粒度的TiO2-SDC粉体;凝胶浇注法和机械混合法制备的成形坯在1 300℃下烧结所得NiO/TiO2-SDC烧结体的孔隙率分别为31.0%和19.0%,还原后Ni/TiO2-SDC材料的孔隙率分别为36.4%和23.0%。SEM观察表明,凝胶浇注法制备的NiO/TiO2-SDC烧结体和Ni/TiO2-SDC金属陶瓷的微结构更加疏松,两相颗粒分布更为均匀;在测试温度范围内,凝胶浇注法制备的Ni/TiO2-SDC阳极材料的电导率明显高于由机械混合法制备的Ni/TiO2-SDC材料,773 K下两者的电导率分别为648 S/cm和430 S/cm。     

Er3+/Yb3+共掺铅铌磷酸盐玻璃光纤放大器特性

以P2O5、Nb2O5、Na2O、Ga2O3和PbCl2为基质制备Er3 /Yb3 共掺磷酸盐(EYPNGP)玻璃.应用McCumber原理研究的结果显示,EYPNGP玻璃在1530 nm处的峰值受激发射截面和有效带宽分别为6.20×10-21cm2和56.6 nm,大于常规的掺铒磷酸盐玻璃.数值模拟计算结果表明,对于EYPNGP光纤放大器而言,利用较短的激活长度就可获得足够的信号光放大.     

晶体硅光伏电池的材料优化

介绍了调制阳光频率实现太阳光波上下量子剪裁的两种方式:掺杂稀土离子和微纳米结构化硅基材料。以Lu2O3为基质,采用共沉淀法制备了Tb3+和Yb3+共掺的下转换粉末;以NaYF4为基质,采用热水法制备了Er、Yb和Tm共掺的上转换粉末。实验证明Lu2O3:Tb3+,Yb3+纳米粉末中,一个高能光子可剪裁成2个974nm的近红外光子。而NaYF4:Er3+,Yb3+,Tm3+共掺的上转换材料也有显著的上转换效果,仅用1 122nm激光照射0.25cm2实验硅光电池片可增加电池光电流密度0.06mA/cm2。设计了具有纳米结构的PIN。简述了通过梯度掺杂制结增强光伏效应的原因。