Microstructure and phase composition of hypoeutectic Te–Bi alloy as evaporation source for photoelectric cathode

A hypoeutectic 60Te–40Bi alloy in mass percent was designed as a tellurium atom evaporation source instead of pure tellurium for an ultraviolet detection photocathode. The alloy was prepared by slow solidification at about 10-2 K·s-1. The microstructure, crystal structure, chemical composition, and crystallographic orientation of each phase in the as-prepared alloy were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, electron backscatter diffraction, and transmission electron microscopy. The experimental results suggest that the as-prepared 60Te–40Bi alloy consists of primary Bi₂Te₃ and eutectic Bi₂Te₃/Te phases. The primary Bi₂Te₃ phase has the characteristics of faceted growth. The eutectic Bi₂Te₃ phase is encased by the eutectic Te phase in the eutectic structure. The purity of the eutectic Te phase reaches 100wt% owing to the slow solidification. In the eutectic phases, the crystallographic orientation relationship between Bi₂Te₃ and Te is confirmed as [0001]_Bi2Te3//[1213]_Te and the direction of Te phase parallel to [1120]_Bi2Te3 is deviated by 18° from N(2111)_Te.     

Bi0．5Sb1.5Te3热电材料掺杂对其性能的研究

通过熔炼、机械粉碎、热压法制备了Bi0.5Sb1.5Te3（三碲化二铋、三碲化二锑固溶体,比例为1∶3）热电材料,研究了不同掺杂浓度对材料性能的影响。材料的XRD图谱显示,随着Te浓度的增加,衍射峰后移。性能测试表明,随着Te浓度的增加,材料的温差电动势率增高,电导率下降,这说明Te浓度对材料的热电性能有重要影响。     

Bi2Fe4O9的制备及光催化性能研究

用Bi(NO3)3.5H2O和Fe(NO3)3.9H2O为基本原料,采用共沉淀法合成了Bi2Fe4O9粉体,用XRD和SEM测试了不同制备条件下得到的Bi2Fe4O9粉体的晶体结构和形貌,XRD结果表明在650℃～750℃直接煅烧2h可得到纯相Bi2Fe4O9粉体,SEM结果表明随着灼烧温度的提高,晶粒的尺寸增加,750℃时晶粒呈片状,UV-Vis分析表明,Bi2Fe4O9在可见光区域有较强的吸收,光催化性能表明,Bi2Fe4O9粉体对甲基橙降解效果较好。     

Bi2Se3纳米片的生长及其圆偏振光电流的研究

本文采用化学气相沉积法制备了三维拓扑绝缘体Bi₂Se₃纳米片。对Bi₂Se₃纳米片进行了详细的表征并研究了样品的圆偏振光致电流。在1064纳米圆偏振激光激发下,Bi₂Se₃纳米片的圆偏振光致电流强度随入射角的增大而逐渐增大。研究发现圆偏振光电流强度随着温度的降低先增大后减小,这与动量弛豫时间及电子空穴复合率相关。此外,我们还通过外加离子液体栅压调控Bi₂Se₃纳米片的圆偏振光致电流,圆偏振光致电流强度随着外加偏压的增大而减小,这是由于我们所测得的圆偏振光致电流由拓扑绝缘体Bi₂Se₃表面信号与二维电子气信号叠加形成,且二者方向相反导致。     

Improving thermoelectric properties of p-type Bi2Te3 -based alloys by spark plasma sintering

High-performance (Bi2Te3)x(Sb2Te3)1?x bulk materials were prepared by combining fusion technique with spark plasma sintering, and their thermoelectric properties were investigated. The electrical resistivity and Seebeck coefficient increase greatly and the thermal conductivity decreases signi ficantly with the increase of Bi2Te3 content, which leads to a great improvement in the thermoelectric figure of merit ZT. The maximum ZT value reaches 1.33 at 398 K for the composition of 20%Bi2Te3-80%Sb2Te3 with 3% (mass fraction) excess Te.     

NaGdF4：Eu^3＋的水热合成、相变与发光性质

用水热法制备了NaGdF4：Eu3＋（0.5 mol%）发光材料,并研究了退火温度对NaGdF4：Eu3＋的结构和发光性质的影响。X-射线粉末衍射（XRD）结果表明：水热合成得到六方相的NaGdF4,在空气氛的条件下,NaGdF4从六方相到立方相的相转变温度为～650℃.扫描电镜（SEM）的结果显示：具有六方相结构的NaGdF4：Eu3＋发光材料的粒径为200～300nm.荧光光谱（PL）的结果表明：具有六方相结构的NaGdF4：Eu3＋粉末样品的特征发射为Eu3＋5 D0→7F2（615nm）跃迁发射。     

半导体热电材料Bi2Te3膜的电化学制备

研究了不同沉积电位对电化学生长半导体热电材料Bi2Te3膜沉积过程、膜形貌、结晶性及相结构的影响。利用I-V循环扫描曲线分别研究了纯Bi3 、纯Te4 及其两种离子的混合溶液电化学特性;应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子能谱(EDS)对膜的微观表面形貌、相结构及成分进行了表征。研究表明:生长的样品为斜方六面体(rhombohedral)晶体结构的Bi2Te3,薄膜表面平整致密,为明显的柱状晶结构,具有(110)择优取向;沉积电位越接近还原峰最大电流处,膜的生长电荷效率越高,薄膜结晶性也越好。     

沉淀法制备纳米钛酸锌粉体的研究

文中以TiCl₄和ZnCl₂的混合液为原料液、以NaOH为沉淀剂,采用直接沉淀法,在不同沉淀剂的质量浓度(3,6,9mol/L)以及Zn²⁺与Ti⁴⁺的摩尔比为1∶1.2～2∶1的条件下,通过煅烧,得到粒径小于100nm的立方相钛酸锌粉体。研究结果表明：沉淀剂NaOH浓度为3mol/L,Zn2+与Ti⁴⁺的摩尔比为1∶1时,经600℃煅烧得到粒径约为40nm的纯立方相ZnTiO₃粉体;Zn²⁺与Ti⁴⁺的摩尔比为2∶1时,经800℃煅烧得到粒径约90nm的Zn₂TiO₄粉体。粉体形貌为球形,粒度分布窄。     

Bi/Bi2O3复合碳纳米纤维的制备及其储锂性能研究

为提高Bi负极材料的循环性能,提出了一种Bi/Bi₂O₃碳纳米复合纤维(Bi/Bi₂O₃-CNFs)的合成方法。以Bi₂S₃纳米棒为模板,采用静电纺丝技术及后续高温热处理方法成功合成了具有纵孔结构的Bi/Bi₂O₃(w)-CNFs。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)和X-射线光电子能谱(XPS)对复合材料进行了表征。讨论了不同质量分数的Bi₂S₃对复合材料结构以及电化学性能的影响。结果表明:当添加8.7%(质量分数)的Bi₂S₃时,合成的Bi/Bi₂O₃(8.7%)-CNFs拥有最佳的电化学储锂性能。当充放电电流密度为0.1 A/g时,Bi/Bi₂O₃(8.7%)-CNFs复合材料首次放电比容量可达到806 mA·h/g,并能稳定循环1 000次,即使在5.0 A/g的大电流密度下,储锂容量仍有147 mA·h/g。Bi/Bi₂O₃(8.7%)-CNFs复合结构改善了充放电过程的动力学性能,提高了电化学性能。碳纤维及内部纵孔结构缓解了充放电过程中电极材料的体积膨胀,增强了电池的循环稳定性。     

Preparation and thermoelectric properties of p-type Bi0.52Sb1.48Te3 + 3% Te thin films

Thin films of p-type Bi0.52Sb1.48Te3 + 3% Te were deposited on glass substrates by flash evaporation.X-ray diffraction and field-emission scanning electron microscopy were performed to characterize the thin films,and the effects of preparation and annealing parameters on the thermoelectric properties were investigated.It was shown that the power factors of the films increased with increasing deposition temperature.Annealing the as-deposited films improved the power factors when the annealing time was less than 90 min and the annealing temperature was lower than 250℃.A maximum power factor of 10.66 μW cm-1 K-2 was obtained when the film was deposited at 200℃ and annealed at 250℃ for 60 min.     

高温高压对Bi_(0.45)Sb_(1.55)Te_3热电性能的调控

采用高温高压法在30min内实现从元素粉末(Bi,Sb,Te)到块体纯相Bi_(0.45)Sb_(1.55)Te_3的快速合成,并利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜及高分辨透射电子显微镜表征样品的相成分和微结构,测试其在室温下的电输运性能.结果表明:高温高压法是一种简单、快速合成块体热电材料的途径;Bi_(0.45)Sb_(1.55)Te_3样品由结晶性良好的典型层状晶体构成;电阻率随合成压力的升高而增加;合成压力为2GPa的样品获得最大功率因子为10.85μW/(cm·K~2).     

V2O5/ZrO2-Al2O3催化甲醇选择性氧化合成二甲氧基甲烷

采用浸渍法制备了V₂O₅质量分数不同的V₂O₅/Al₂O₃催化剂,采用Zr对Al₂O₃载体进行改性并应用于催化甲醇选择性氧化制备二甲氧基甲烷(DMM)的反应中。经X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、N₂吸附-脱附(BET)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)和NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)表征分析,结果表明:与单一Al₂O₃负载的钒基催化剂相比,Zr改性提高了钒氧化物的分散性与稳定性,加强了催化剂中各组分间的相互作用,有效调变了催化剂的酸性和氧化性,进而提高了DMM的选择性。考察了反应条件对甲醇选择性氧化制备DMM的影响,最佳反应温度为175 ℃,经20%V₂O₅/12%ZrO₂-Al₂O₃催化氧化,甲醇转化率为27.9%,DMM选择性为99.9%。     

Scalable synthesis of A2S3 （A=Sb, Bi） submicro/nanowires using their powders via solvothermal proceeding

One-dimensional (1D) nanostructural materials of semiconductors are being widely studied due to their unusual opto-electronic properties and potential im-plementation as nanodevices[1―6]. The nanowires of A2S3 (A=Sb, Bi) are one of the most interesting 1…     

Ti3SiC2的生长机制

为探讨Ti3SiC2的生长机制,以Ti、Si、C元素粉末为原料,采用三种不同的真空烧结工艺,制备体积分数为89.12%、85.90%及93.01%的Ti3SiC2材料,并利用XRD和SEM对其进行组织结构分析。结果表明:Ti3SiC2晶体生长为台阶机制,在母层片的法线方向不受约束的情况下形成梯田形貌;在生长母层面的法线方向受到约束的情况下,Ti3SiC2的生长台阶被逐渐填满,形成晶型较完整的Ti3SiC2;在以Ti、Si、C粉末为原料制备Ti3SiC2时,在略高于1 300℃的温度进行长时间保温是有利的。     

碳酸氢铵共沉淀法制备纳米Nd:YAG粉体的研究

以硝酸铝和硝酸钇为原料,以碳酸氢铵为沉淀剂,采用共沉淀法合成铝和钇的碳酸盐作为反应前驱体,同时借助IR、XRD和TEM等测试手段对不同浓度盐溶液所得前驱体和煅烧产物进行表征。结果表明:盐溶液浓度的升高不利于纯相YAG粉体的合成,当铝离子浓度达到0.05mol/L时,前驱体在900℃保温2h可以得到纯相YAG粉体,粉体分散性好,平均粒径为30～40nm,近球形;而当浓度大于0.5mol/L时,前驱体只有在1 200℃以上才可以形成纯相YAG。     

Y2O3：Eu^3＋电荷迁移激发光谱的纳米效应

利用低温燃烧法合成Y2O3：Eu^3＋体相及纳米粉体材料,通过XRD图谱和电荷迁移（CT）激发光谱测定粉体的平均尺寸、电荷迁移能及CT激发光谱能量跨度。在理论分析与实验验证的基础上,探讨Y2O3：Eu^3＋发光材料的纳米化对电荷迁移（CT）激发所需电荷迁移能的影响。结果表明：在Y2O3：Eu^3＋材料发光中心CT激发的谐振子模型中,发光中心的振动频率ω（基态）及ω’（CT态）将随材料纳米尺寸的下降而下降;CT激发光谱能量跨度Espan以及CT激发中发光中心所获得的振动能量Evib将随CT态振动频率ω’的下降而下降;此外,基于发光中心零声子电荷迁移能Ezp以及发光中心振动能量Evib随Y2O3：Eu^3＋纳米尺寸的下降幅度,求得CT激发所需电荷迁移能ECt的变化幅度,所得结果与实验测量值基本相符。该文揭示了Y2O3：Eu^3＋材料纳米化后CT激发能的下降以及CT激发光谱能量跨度的收缩机理,具有一定的理论和实际意义。     

纳米镁铝尖晶石粉体的低温燃烧合成与表征

以硝酸盐和蔗糖为原料,利用低温燃烧合成制备纳米镁铝尖晶石(MgAl_2O_4)粉体,研究了不同煅烧温度、气氛以及加热速率等因素对纳米MgAl_2O_4粉体特性的影响.结果表明:随着前驱体煅烧温度的升高,纳米MgAl_2O_4晶粒尺寸逐渐增大;在O2环境中煅烧前驱体可以降低纯MgAl_2O_4相的形成温度,促进反应物质扩散、增大晶粒尺寸.在快速升温、蔗糖与硝酸盐物质的量比为2∶1以及通入O2的条件下,在400℃下煅烧生成MgAl_2O_4相,700℃时得到单相MgAl_2O_4纳米粉体.低温燃烧合成制备纳米MgAl_2O_4粉体结晶度高、晶粒尺寸细小,呈松散的软团聚态,有利于降低MgAl_2O_4陶瓷致密化烧结温度.     

Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94氧离子导体制备与性能研究

采用传统的固相反应法合成Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94氧离子导体,借助于交流阻抗谱和介电弛豫谱分别研究了钠和铝的双掺杂对Na0.5Bi0.5TiO3材料电学性能及氧离子扩散的影响。在400℃时,Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94材料的晶粒电导率可以达到1.51×10-3 S/cm,是Na0.5Bi0.5TiO3材料电导率的5.5倍。在Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94材料中观察到一个与氧离子弛豫相关的介电弛豫峰,弛豫参数为E= 0.80 eV和t0= 6.12×10-13 s,氧离子在Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94材料中主要通过Na-Bi-Ti的路径进行扩散迁移的。结合结构参数容忍因子及自由体积的分析,钠和铝的双掺杂改善了氧离子在Na0.5Bi0.5TiO3材料中的扩散通道,但是铝的引入一定程度上提高了氧空位扩散的能量壁垒。     

化学镀Zn对n型Bi2Te2.4Se0.6合金热电性能的影响

为了研究化学镀Zn对n型Bi2Te2.4Se0.6材料的热电性能的影响及作用机制,采用化学镀法制备n型Zn/Bi2Te2.4Se0.6纳米粉体,并结合放电等离子烧结烧制成块体材料,n型Zn/Bi2Te2.4Se0.6热电材料的Seebeck系数(SS)提升,热导率显著降低,其中0.15％Zn/Bi2Te24Se06的热导率最低,在371 K达到最小值0.74 W/(m·K),这是由于载流子浓度的降低引起电子热导减小,以及第二相和晶界增多引起声子散射造成晶格热导降低.结果表明,0.15％Zn/Bi2Te2.4Se0.6的热电优值(ZT)有很大的提升,在421 K达到1.06.     

SO42-/Bi2O3-Al2O3催化水合肼还原硝基苯制备苯胺

以Bi(NO3)3和AlCl3为原料,采用共沉淀法制备了固体酸催化剂SO42-/Bi2O3-Al2O3。探讨了SO42-/Bi2O3-Al2O3催化水合肼还原硝基苯的催化活性。结果表明:催化剂中n(Bi):n(Al)=1:15,以10%的(NH4)2SO4浸渍所得的催化剂具有较高活性。红外光谱表明,催化剂中存在B酸中心,能有效地提高催化剂的性能。此还原方法反应条件温和,催化剂制备简单。