Sr掺杂CdO多晶块体的高温热电性能

本文利用传统固相烧结法制备了Cd1?xSrxO(x=0,0.01,0.03,0.05)多晶块体并研究了Sr掺杂对Cd O高温热电性能的影响.在Cd O中掺杂Sr O会使样品的载流子浓度降低,导致其电阻率和塞贝克系数绝对值增大.同时,Sr的引入抑制了Cd O多晶的晶粒生长,导致其尺寸减小、晶界增多.随着Sr掺杂浓度的提高,样品的电子热导率和声子热导率均呈现出下降趋势,使得总热导率大幅度降低,Cd0.95Sr0.05O样品的热导率在1000 K时仅为1.71 W m?1 K?1,低于多数氧化物热电材料.由于总热导率的降低,所有掺杂样品的热电性能均得到了提升,其中,Cd0.97Sr0.03O多晶样品在1000 K时的ZT值达到了0.40,比非掺杂Cd O多晶样品提高了25%,可与目前报道的最好的n型氧化物热电材料相比拟.     

两亲配体包覆法制备水溶性Mn~(2+)掺杂NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米粒子

采用水热法,以稀土硝酸盐为原材料合成了油酸(OA)包覆的Mn~(2+)掺杂Na YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)(Mn~(2+)dopedNa YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+))纳米粒子(UCNPs),然后将氨基修饰的聚乙二醇与聚马来酸酐十八烯反应生成的两亲性聚合物m PEG-PMAO作为亲水性配体,通过两亲配体包覆法制备具有水溶性的Mn~(2+)掺杂Na YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米粒子.随后采用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)及热重分析仪(TGA)对合成的样品进行了表征.结果表明,m PEG-PMAO聚合物包覆的Mn~(2+)掺杂Na YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米粒子具有较好的水分散性,且粒子的平均粒径约为17.25 nm.     

LED用黄绿色荧光粉LiZnPO_4:Mn~(2+),Al~(3+)的合成及Al~(3+)敏化发光研究

为了获得可用于发光二极管(LED)的新型黄绿色荧光粉,用高温固相法合成了Li_(1-x)Zn_(0.9-x)PO_4:Mn_(0.1),Al_x系列的荧光粉。用XRD表征并分析了样品,获悉样品具有LiZnP04的结构。用荧光发射光谱及激发光谱表征了样品的发光性能,讨论了Al~(3+)掺杂对LiZnPO_4:Mn,Al荧光粉发光性能的影响。结果表明:Al~(3+)掺杂量对激发及发射光强度的影响均为开口向下、有极值的抛物线,Al~(3+)的最佳掺杂量为3%,对应样品是Li_(0.97)Zn_(0.87)PO_4:Mn_(0.1),Al_(0.03);Al~(3+)最佳掺杂量样品的发光强度是未掺Al~(3+)样品的3.98倍,说明在LiZnPO_4基质中Al~(3+)对Mn~(2+)的发光具有增敏作用;Al~(3+)的掺入只影响Mn~(2+)的发光强度,不影响Mn~(2+)的发光模式。Li_(0.97)Zn_(0.87)PO_4:Mn_(0.1),Al_(0.03);的色坐标值表明,该样品为黄绿色荧光粉,其在紫外线激发LED领域具有潜在的应用前景。     

水分散性发红光Mn~(2+)掺杂NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换纳米粒子的合成

以稀土硝酸盐为原料,采用水热法合成油酸包覆的发红光Mn~(2+)掺杂NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)(Mn~(2+)doped-NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+))上转换纳米粒子,然后以曲拉通磷酸酯为亲水性配体,通过配体交换法将油酸包覆的油分散性Mn~(2+)doped-NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换纳米粒子转变成曲拉通磷酸酯包覆的水分散性纳米粒子.随后采用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)及热重分析仪(TGA)对合成样品进行表征.结果表明:曲拉通磷酸酯包覆的Mn~(2+)doped-NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换纳米粒子平均粒径为19.54 nm,具有良好的水分散性.     

新型Ca_9Sr(PO_4)_6Cl_2:Mn~(2+)红色荧光粉的合成及其发光特性

采用高温固相法合成一系列不同摩尔分数Mn~(2+)掺杂的Ca_9Sr(PO_4)_6Cl_2荧光粉,并利用X射线粉末衍射及荧光光谱手段对所制备样品的结构及其发光特性进行表征,在波长为412nm蓝光激发下,Ca_9Sr(PO_4)_6Cl_2:Mn~(2+)荧光粉产生中心波长位于643nm的红光宽带发射,其色坐标为(0.68,0.32)。研究发现,Mn~(2+)掺杂摩尔分数为15%时获得的Ca_9Sr(PO_4)_6Cl_2:Mn~(2+)荧光粉表现出最佳发光特性。利用Van Uitert理论模型分析发光强度与掺杂浓度之间的关系,表明Ca_9Sr(PO_4)_6Cl_2:Mn~(2+)荧光粉中Mn~(2+)浓度猝灭的机制为电偶极-电偶极相互作用。新型Ca_9Sr(PO_4)_6Cl_2:Mn~(2+)荧光粉可望发展成一种具有良好应用前景的白光LED用红色荧光粉材料。     

红色荧光粉Mg_2TiO_4∶Mn~(4+)的制备及发光性能

采用高温固相反应成功地制备出Mn~(4+)激活的Mg_2TiO_4∶Mn~(4+)红色荧光粉,并对它的结构及发光性能进行了测试表征.实验结果表明:合成的样品能被270~570 nm的紫外光和蓝光有效地激发,产生很强的红光发射.样品的主发射峰位于660 nm左右,这对应于Mn~(4+)的2E2→4A2跃迁.通过Mn~(4+)掺杂浓度的调控,优化了Mg_2TiO_4∶Mn~(4+)的发光性能.最后将优化后的Mg_2TiO_4∶0.002 5Mn~(4+)荧光粉和YAG涂覆于~465 nm发射的Ga N芯片上,制作成暖白光发光二极管(LED).该LED器件表现出很强的暖白光发射.     

KBr掺杂多晶SnSe化合物热电性能的研究

采用感应熔炼结合快速感应热压方法制备了K_xSn_(1-x)SeBr_x(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06)系列样品,研究了KBr掺杂对多晶Sn Se热电性能的影响.当温度为373 K时,x=0.05的样品电导率达到39.12 S/cm,是纯Sn Se的24倍;同时在T=810 K时获得一个较低的晶格热导率0.26 W/(m·K),峰值ZT达到了0.85,提高了70%.结果表明:KBr掺杂能有效提高Sn Se材料在中低段(300~700 K)的热电性能.     

CaSO_4:RE(Eu,Dy,Tm),Mn磷光体的热释光发光谱

选择稀土Eu、Dy、Tm和过渡金属元素Mn,在CaSO_4中进行掺杂,制成了CaSO_4:RE、CaSO_4:Mn和CaSO_4:RE,Mn多晶粉末,测量了三种物质的热释光发光谱,研究稀土离子和Mn杂质在CaSO_4发光中的相互作用。实验发现:稀土离子与Mn离子既是发光中心,又能对陷阱能级的分布产生影响;Mn~(2+)对稀土离子150℃以上的高温热释光峰没有增强作用,只对较低温度的发光峰有显著的增强作用,即存在Mn~(2+)向稀土离子的能量转移。但Mn~(2+)对CaSO_4中不同价态的稀土离子的增强作用差异很大,对Eu~(2+)的发光有很强的增强作用,对Dy~(3+)、Tm~(3+)只有较弱的增强。     

应用于玻璃温室大棚的Eu/Mn/Sm三掺磷酸盐玻璃陶瓷的荧光性能研究

为了探索高效的应用于玻璃大棚的荧光材料,我们制备了一系列掺杂Eu~(3+)、Mn~(2+)和Sm~(3+)离子的磷酸盐玻璃陶瓷.通过详细分析样品的光致发光光谱,我们发现:在氙灯激发下,Eu~(3+)/Mn~(2+)/Sm~(3+)三掺磷酸盐玻璃陶瓷通过吸收紫外光和蓝绿光,能发射强的红橙光.Eu~(3+)/Mn~(2+)/Sm~(3+)三掺样品展示了宽的光谱吸收带和高效的发光强度,它有望应用于光学玻璃大棚.     

白光LED用K_2TaF_7∶Mn~(4+)红色发光晶体发光性能研究

通过溶剂挥发法生长出红色棒状K_2TaF_7∶Mn~(4+)发光晶体,通过X线单晶衍射确定其晶体结构及相关晶胞参数.通过对样品的发光性能研究,样品最强激发带位于466 nm左右的蓝光区,半峰宽约为70 nm;最强发射位于628 nm处.当n_(Mn~(4+))∶n_(K_2TaF_7)为35%时所得晶体的红光发射最强,外量子效率高达49.2%.将K_2TaF_7∶Mn~(4+)发光晶体、YAG∶Ce~(3+)黄色荧光粉和蓝光GaN芯片组装成暖白光LED,所得器件具有优异的光电性能.     

纳米CaF_2∶Eu~(3+)发光材料的制备及发光性能研究

通过LSS(Liquid-Solid-Solution)方法制备了不同Eu~(3+)掺杂量的CaF_2纳米发光材料,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和光致发光光谱(PL)对制备样品的晶体结构、表面形貌、晶粒尺寸进行了表征,并进一步研究了Eu~(3+)掺杂量对样品发光性能的影响.结果表明:Eu~(3+)掺杂的CaF_2纳米材料具有良好的红光发光特性,Eu~(3+)最优掺杂量为15%,此时样品具有最大的发光强度;Eu~(3+)最大掺杂量为20%,样品的发光强度在这一掺杂量下反而减弱,这说明Eu~(3+)掺杂量的增加导致样品发生了浓度猝灭.     

纳米氧化铈掺杂对0.675CaTiO_3-0.325LaAlO_3陶瓷热导率的影响

采用传统固相反应法制备纳米氧化铈CeO_2掺杂的0.675CaTiO_3-0.325LaAlO_3(CTLA)微波介质陶瓷,研究纳米氧化铈掺杂对陶瓷物相、微观结构、热导率和比热的影响.实验结果表明,掺杂纳米氧化铈能显著提高陶瓷样品热导率.随着掺杂量增加,热导率先增大后减小,当纳米氧化铈CeO_2掺杂量的质量分数为2.0%时,陶瓷的热导率最高,在室温21℃下达到8.68 W/m·℃,大于纯组分陶瓷样品的热导率最大值5.99 W/m·℃.实验结果同时验证CTLA陶瓷热导与比热性质符合德拜模型.     

BiSe单晶及其Sb掺杂单晶的制备和热电输运性质

在具有低晶格热导的单晶材料中探索高热电性能成为热电材料一个重要的新研究方向. Bi Se作为(Bi₂Se₃)_m(Bi₂)_n系列超晶格化合物中的一员,其晶体结构中Bi₂双层的存在使其具有极低的本征热导率,同时得益于其化学组分无毒、环境友好的特点,成为一种新出现的很有潜力的热电材料. Bi Se特殊的层状结构使其热电输运特性具有显著的各向异性.本文采用布里奇曼法制备了大尺寸Bi Se单晶,对样品各向异性的热电输运性能进行了对比研究,结果显示样品在面内方向具有更高的电导率和热导率,而较低的塞贝克系数使得该方向最终的ZT值低于层间方向,两方向ZT最大值分别为0.11 (573 K)和0.16 (623 K).与Bi Se多晶样品相比,单晶样品表现出较低的电输运性能,可归因于两者散射系数的差异.通过Sb掺杂对Bi Se单晶样品的载流子浓度进行调控,有效提升了样品的塞贝克系数,优化电输运性能.同时Sb掺杂能够引起晶格畸变,降低样品的晶格热导率.最终样品的热电优值提升了...     

四川蛇纹石猫眼的拉曼光谱及其颜色相关性

采用电子探针(EPMA)、激光拉曼(Raman)光谱、~1H-核磁共振谱(~1H-NMR)和电子顺磁共振吸收谱(EPR)对四川石棉县的蛇纹石猫眼进行了测试分析。结果表明:蛇纹石猫眼的主要平均化学组成(质量分数)为SiO_243.56%,MgO 40.52%,FeO和Fe_2O_3混合物为2.14%,MnO0.05%。其中,致色离子主要为顺磁离子Fe~(3+)和Mn~(2+);蛇纹石猫眼Raman谱峰中3 700cm-1附近的—OH谱带分裂,并向低波数方向位移,主要与其不同颜色样品成分中Fe~(3+)和Mn~(2+)的含量、占位以及Fe~(3+)和Mn~(2+)对Mg~(2+)类质同象替换的程度有关;Fe~(3+)和Mn~(2+)同时占位于蛇纹石Mg—O(OH)八面体位置,随样品的颜色由浅黄绿色向暗褐绿色转变,Fe~(3+)和Mn~(2+)类质同象替代Mg~(2+)的程度增强,从而使Mg—O(OH)八面体部分分裂为((Fe~(3+)、Mn~(2+)),Mg~(2+))—O(OH)八面体。~1HNMR的测试结果也证实了这一点。     

Ho~(3+)-Yb~(3+)共掺杂La_2O_3上转换发光性质的研究

通过高温固相法合成了Ho~(3+)-Yb~(3+)共掺杂La_2O_3上转换荧光粉.在980、1 064以及800 nm 3种不同波长的激光激发下,样品产生了明显的上转换荧光.利用980 nm的激光作为激发源,在Ho~(3+)掺杂量为0.5%的条件下,研究了Yb~(3+)掺杂量的变化对样品上转换荧光强度的影响.研究结果表明:Yb~(3+)掺杂浓度为10%样品产生的上转换荧光最强,相比未掺Yb~(3+)的样品,绿光强度提高了65倍,对样品的上转换发光机理进行了详细的研究.     

共沉淀法合成Mn~(2+)-SnO_2纳米粒子及其磁性能研究

以SnCl_4.5H_2O作为锡源,采用共沉淀法制备SnO_2纳米粒子,对产物进行了TGA,XRD,TEM,EDX表征,以检测产物的微观结构和形貌,证实Mn掺杂物被掺入到SnO_2主晶格中而不改变金红石结构,而且所制备的SnO_2纳米粒子结晶性好,尺寸较小。对Mn~(2+)离子掺杂的SnO_2纳米粒子进行了磁性能测试,结果表明,Mn~(2+)离子的加入不改变SnO_2纳米粒子的铁磁性,只改变顺磁性。随着温度的降低,Mn~(2+)离子掺杂的SnO_2纳米粒子磁化强度逐渐增强。同一温度下,随着磁场的增强,Mn~(2+)离子掺杂的SnO_2纳米粒子磁化强度逐渐增强。     

Ce(Mg·Mn)Al_(11)O_(19)-SrAl_(12)O_(19)系列固溶体的发光

本文研究掺Mn~(2+)的(1-x)CeMgAl_(11)O_(1■)-xSrAl_(12)O_(1■)系列固溶体的发光性质.在0≤x<1范围内,发射光谱由三个带组成:315～350nm的UV发射带;516nm的绿色发射带和620～690nm的红色发射带.UV带为Ce~(■+)发射,随x增加,发射波长短移.绿色发射带为四配位Mn~(2+)(标为Mn~(2+)(g))发射,最可能的Mn~(2+)(g)格位为4fAl(2)格位.红色带为六配位Mn~(2+)(标为Mn~(2+)+(r))发射.这种红色发射在SrAl_(12)O_(19):Mn~(2+)中并不存在,说明该发射是由组成CeMgAl_(11)O_(19)所决定的,因此排为“12K”格位.Mn~(2+)(g)和Mn~(2+)(r)都可经过Ce~(■+)得到激发;而且,随着Mn~(2+)量增加,Mn~(2+)(g)发射增强,Ce~(■+)发射减弱,Mn~(2+)(r)发射略有降低.Mn~(2+)浓度由0.01增大到0.2(重量百分浓度),Mn~(2+)     

Bi~(3+)掺杂对Y_(2.7)Ca_(0.3)Zr_(0.3)Fe_(4.7)O_(12)成相温度及磁性能的影响研究

通过溶胶-凝胶法制备得到Y_(2.7-x)Bi_xCa_(0.3)Zr_(0.3)Fe_(4.7)O_(12)柘榴石纳米颗粒.Bi~(3+)的加入对柘榴石相的成相温度有明显的降低作用,当Bi~(3+)的掺杂量从0增大到0.5时,样品的成相温度从962℃降低到690℃附近.通过谢乐公式计算可知不同Bi~(3+)掺杂量的样品在900℃下烧结2 h,柘榴石相的平均粒径均小于50nm.通过掺杂Bi~(3+)降低成相温度,样品的粒径更加远离单畴临界尺寸,有利于降低样品的矫顽力.     

铽掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化性能的研究

以Tb~(3+)掺杂纳米TiO_2为研究内容,采用溶胶-凝胶法合成不同Tb~(3+)掺杂量、不同煅烧温度的Tb~(3+)-TiO_2光催化剂.利用X射线粉末衍射(XRD)、红外(FT=IR)等现代分析技术对Tb~(3+)掺杂TiO_2纳米晶样品的结构进行测试、表征.以孔雀石绿溶液为目标降解物,研究了稀土Tb~(3+)掺杂量和煅烧温度对其光催化活性的影响.实验结果表明:Tb~(3+)掺杂纳米TiO_2能够细化晶粒,提高热稳定性;Tb~(3+)掺杂提高了TiO_2光催化活性.当煅烧温度为400℃时,Tb~(3+)-TiO_2=2.50%的催化剂,在自然光照射下,降解孔雀石绿溶液3h,降解率可达81.1%.     

Cu低掺杂对La0.7Ca0.3MnO3电阻及磁电阻的影响

用溶胶凝胶法制备了Cu低掺杂的La0.7Ca0.3Mn1-xCuxO3(x=0%,1%,2%,3%,4%,5%)系列多晶材料.采用振动样品磁强计测量了系列样品的热磁曲线并获得了相应的居里温度,实验结果表明居里温度随着Cu掺杂量的增加而减少.在77~350 K温度范围内测量了样品的电阻和磁电阻,结果表明样品电阻率与温度的关系均具有明显的电阻峰结构.当x=5%时,开始出现双电阻峰结构;掺杂量x为1%,2%,3%,5%的样品在外场为0.4 T时存在较大的磁电阻极大值,分别为30.5%,25.4%,22.4%,18.8%,均大于未掺杂(x=0%)的13.5%.双交换(DE)模型简单地解释了Cu低掺杂对电阻及磁电阻行为的影响.