Ce4+替代Pu4+在Gd2Zr2O7烧绿石基材中的模拟固化探索

为了探索模拟Pu⁴⁺在Gd₂Zr₂O₇中实现快速固化的可能性,用CeO₂替代PuO₂,以CeO₂,ZrO₂和Gd₂O₃混合粉体为原料进行了高温高压合成实验,借助XRD衍射图谱、EDS谱和Raman谱研究了材料的微观结构。结果表明:在5.2 GPa的高压和1 873 K的高温条件下,保温保压30 min,成功制备出具有立方烧绿石结构的Gd₂Zr_2-xCe_xO₇化合物。对该合成样品进行SEM电镜扫描观察,形成的晶粒小于30μm。该法可为开展α废物（特别是钚）的固化研究提供参考。     

Gd2-xNdxZr2O7烧绿石的高温高压快速合成

为了探索模拟三价锕系核素在Gd2Zr2O7基材中的快速固化方法,按照化学计量关系Gd 2-x Nd xZr2O7(x=0.42和x=0.86)设计配方,以Gd2O3,ZrO2和Nd2O3(Nd3+作三价锕系核素替代物)粉体为原料,进行了高温高压合成实验。制备的样品通过X射线衍射分析和扫描电镜分析表明:在压力分别为3 GPa,3.5 GPa,4 GPa,温度为1 573 K,1 673 K条件下保温保压15 min,获得了单相烧绿石结构的Gd 2-x Nd xZr2O7致密烧结体。该方法可为锆基烧绿石陶瓷固化锕系核素提供一种快速高效的技术途径。     

烧结温度和钙含量对CaNdTiNbO7型陶瓷固化体晶相结构的影响

萤石及其衍生结构陶瓷是高放废物固化的潜在基体材料,针对烧绿石型高放废物固化体CaNdTiNbO₇存在缺陷萤石相和钙钛矿杂相问题,设计了一系列温度与Ca含量效应实验,通过传统高温固相法在1 000～1 600℃下合成CaNdTiNbO₇固化体样品,并在1 400℃合成Ca_0.99NdTiNbO_6.99和Ca_0.9NdTiNbO_6.9陶瓷,通过XRD和SEM-EDS研究烧结温度与钙含量对合成CaNdTiNbO₇型纯相烧绿石固化体的影响。结果表明：随着烧结温度增加,固化体次生萤石相发生227型缺陷萤石向215型缺陷萤石相再到烧绿石结构的转变,在1 500℃以上合成近似单相的烧绿石样品,而不能去除钙钛矿杂相。降低Ca的含量可以实现钙钛矿杂相的去除,但会生成227型缺陷萤石而非215型缺陷萤石相。CaNdTiNbO₇型烧绿石固化体合成温度应不低于1 500℃且应适当减少钙元素的含量。     

Ag3VO4/Ag2Mo2O7复合光催化剂

由水热法合成Ag₂Mo₂O₇微米棒,通过Na₃VO₄和AgNO₃溶液反应,在Ag₂Mo₂O₇微米棒表面沉积Ag₃VO₄.Ag₃VO₄/Ag₂Mo₂O₇复合材料在可见光照射下对罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)和盐酸四环素(TC)水溶液的光催化降解活性明显高于纯Ag₃VO₄和Ag₂Mo₂O₇.通过多种表征技术研究了Ag₃VO₄、Ag₂Mo₂O₇和Ag₃VO₄/Ag₂     

Ce0.25Zr0.75O2固溶体的制备及其电化学合成氨催化性能

通过共沉淀法合成了四方相Ce_0.25Zr_0.75O₂固溶体,采用X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征了固溶体的结构,并以氮气和水为原料,在室温、0.1 mol/L Na₂SO₄电解质中研究了固溶体的电化学催化合成氨性能。结果表明,Ce_0.25Zr_0.75O₂表现出了优异的电化学氮还原催化性能,在-0.6 V（vs.Ag/AgCl）时法拉第效率最高,达到64%,此时氨合成速率为7.3×10^-11 mol/（s·cm²）;在-0.7 V（vs.Ag/AgCl）时,氨合成速率最高,为1.03×10^-10 mol/（s·cm²）,此时法拉第效率为42.2%。这可能与Ce_0.25Zr_0.75O₂固溶体的四方相结构、晶格结构的变化及形成的高度缺陷的结构有关;另外,Ce_0.25Zr_0.75O₂还能有效抑制析氢副反应进行,从而提高其法拉第效率。     

Cr3+掺杂Y3Al5O12-Al2O3的光致发光和温度传感特性研究

为了开发具有高发光效率和高测温灵敏度的光学温度传感材料,采用高温固相法合成了一系列Cr³⁺掺杂Y₃Al₅O₁₂-xAl₂O₃(x=0,0.5,1.25,2,2.75,3.5)固熔体。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、稳态激发和发射光谱表征,详细研究了Y₃Al₅O₁₂中Al₂O₃的掺杂浓度对其结构和发光性能的影响。研究表明,提高Al₂O₃掺杂量可以增加固熔体中的八面体配位,同时削弱了晶体场强度,有利于Cr³⁺的发光。在303～773 K温度范围内,利用该材料中Cr³⁺荧光寿命以及热耦合能级荧光强度比的温度依赖特性进行测温研究,两种方法的相对测温灵敏度分别在500 K时达到最大值0.802%K^-1,在303 K时达到最大值0.97...     

1623 K时SiO2饱和的MnO–SiO2渣和Al2O3饱和的MnO–SiO2–Al2O3渣中NiO的活度系数

MnO–SiO₂二元系作为废旧锂离子电池、海洋锰结核还原熔炼过程中的基础渣型,测定有价金属（如镍）在渣中的溶解度、活度及活度系数热力学数据十分必要。为此,本文测定了温度1623 K、氧分压10?7,10?6,和10?5 Pa时SiO₂饱和的MnO–SiO₂渣和Al₂O₃饱和的MnO–SiO₂–Al₂O₃渣中NiO的溶解度和活度系数。结果表明:在试验条件下,镍在MnO–SiO₂渣和MnO–SiO₂–Al₂O₃渣中主要以NiO形式存在,且渣中NiO的溶解度随着氧分压增加而增加;向MnO–SiO₂渣中加入Al₂O₃可以降低渣中镍的溶解度,增加NiO的活度系数。此外,SiO₂饱和的MnO–SiO₂渣和Al₂O₃饱和的MnO–SiO₂–Al₂O₃渣中NiO的活度系数（γ_NiO,以纯固体NiO为参考态）可分别按如下公式计算:γ_NiO = 8.58w(NiO) + 3.18; γ_NiO=11.06w(NiO) + 4.07, 其中,w(NiO)为渣中NiO的质量分数。     

助烧剂对微晶Al2O3刚玉磨料结构与性能的影响

采用溶胶-凝胶技术合成Al₂O₃刚玉前驱体,以SiO₂-MgO-CaO为烧结助剂,利用无压烧结技术制备微晶陶瓷刚玉磨料。研究了助烧剂成分、掺杂量对磨料微观结构和力学性能的影响。结果表明：MgO有助于片状晶的生成,CaO有助于等轴晶的生成,助烧剂成分的最佳物质的量比为n(SiO₂)∶n(MgO)∶n(CaO)=2∶1∶2。晶粒尺寸随助烧剂掺杂量的增多而增大,单颗粒抗压强度和密度则先增大后减小,在掺杂量(质量分数)为2.0%时分别达到最大值43.6 N和3.92 g/cm³。     

溶胶-凝胶法合成SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发光材料及其影响因素

SrAl₂O₄:Eu₂₊,Dy₃⁺是商用的绿光长余辉发光材料,在许多领域具有实际的应用。本文采用溶胶-凝胶法制备SrAl₂O₄:Eu₂₊,Dy₃₊材料,通过控制变量法指导学生分析铝/锶投料比、铝/尿素投料比和煅烧气氛等几个关键因素对SrAl₂O₄:Eu₂₊,Dy₃₊的发光性质和氧化还原性质的影响。SrAl₂O₄:Eu₂₊,Dy₃₊材料的溶胶-凝胶法的最佳合成条件是化工生产的重要参数,本教学工作有助于培养学生的科学研究的思路和实验操作能力,研究工作也为优化SrAl₂O₄:Eu₂₊,Dy₃₊材料的品质和发光性能提供重要的参考意义。     

金属有机框架衍生的Co3O4/SnO2复合材料制备及其光催化性能

金属有机框架(metal-organic framework,MOF)材料ZIF-67衍生Co₃O₄十二面体纳米块在室温下与SnO₂复合,制备出立方体Co₃O₄/SnO₂复合光催化剂.煅烧后形成的Co₃O₄/SnO₂材料禁带宽度明显降低,荧光淬灭明显,说明Co₃O₄的加入拓展了SnO₂的光响应范围至可见光甚至红外光区域,同时促进了光催化反应过程中光生载流子的分离.以罗丹明B(Rhodamine B,Rh B)为目标反应物,在可见光下考察了MOF衍生的Co₃O₄/SnO₂的光催化降解活性,发现Co₃O₄/SnO₂在60 min内可以降解89.6%的Rh B,分别是纯SnO₂和纯...     

碳酸氢铵共沉淀法制备Gd2O3:Eu纳米晶及其性质研究

以硝酸稀土为原料,碳酸氢铵作沉淀剂,PVA为分散剂,通过控制一定的反应条件,制得易沉降、过滤的碳酸钆(铕),此前驱物在一定温度下焙烧即可得到Gd2O3:Eu纳米晶.通过红外光谱、差热-热重、X射线衍射、扫描电镜等多种分析测试方法,研究了碳酸钆(铕)的组成、分解过程,以及Gd2O3:Eu的形成过程、微观形貌和粒度.结果表明:前驱物碳酸钆(铕)在较低的温度(700 ℃)焙烧即可制得Gd2O3:Eu纳米晶的纯相,属立方晶系,颗粒呈球形.当焙烧温度从700 ℃升高到1 000 ℃时,粒径从约50 nm增大到70 nm.对样品的激发光谱、发射光谱测定表明:Gd2O3:Eu纳米晶在265 nm光激发下,发红光,发射光谱谱峰在611 nm;与体材料相比,激发光谱中电荷迁移带(CTB)明显红移,从体材料的255 nm移至265 nm.     

纳米光学功能材料Gd2O3:Tb3+的反相微乳合成及发光性能

采用反相微乳液法合成Gd2O3：Tb^3 纳米粒子，对其晶体结构、发光性能和最佳发光离子浓度进行了研究，并且与草酸盐共沉淀法制得的Gd2O3：Tb^3 相比，结果表明，其粒径减小，晶体形成温度降低了近100℃．     

Anti-UV Capability of Rare Earth Doping TiO2

The sol-gel process is used in the preparation of nanostructure materials with Ti（OC4H9）4 as precursor in the start materials. TiO2 gelatin is obtained through hydrolysis and condensation process. Rare earth such as La2O3, CeO2, Eu2O3 and Gd2O3 are introduced into the nanostructure TiO2 to improve the anti-UV capacity. The phase structure of pure TiO2 and doped TiO2 and their anti- UV capacity are studied by means of XRD and UPF. The optimum doping and heat treatment temperature are chosen.     

碱土金属氟化物／三氧化二钆催化剂的甲烷氧化偶联性能

考察碱土金属氟化物／三氧化二钆在甲烷氧化偶联反应中的催化性能．发现在Ｇｄ＿２Ｏ＿３中添加碱土金属氟化物，Ｃ＿２选择性和收率都有明显提高。当Ｇｄ＿２Ｏ＿３摩尔含量相同时，催化性能按Ｃａ－Ｓｒ－Ｂａ顺序递增，在８０％ＢａＦ＿２／Ｇｄ＿２Ｏ＿３催化剂上Ｃ＿２选择性和收率分别达５９．５％和１８．７％．ＸＲＤ分析结果表明，在含氟催化剂中出现了四方Ｇｄ＿４Ｏ＿３Ｆ＿６新相，其结构与立方ＣａＦ＿２，ＳｒＦ＿２和ＢａＦ＿２相似．可能有利于物相之间的匹配及载流子传递．ＸＰＳ测试发现，催化剂表面上存在着（或Ｏ￣－）物种．与Ｇｄ＿２Ｏ＿３相比，在含氟的催化剂中，Ｏ＿１ｓ结合能较高，表明该吸附氧物种所带电荷较少，对提高Ｃ＿２选择性有利。     

镁铝尖晶石高压相变的理论计算

运用密度泛函(DFT)平面波赝势方法(PWP),计算了镁铝尖晶石三种物相的状态方程和热力学生成焓以及在0～50GPa高压范围内的力学性质.研究结果表明:利用状态方程得到的镁铝尖晶石转变为CF相和CT相的相变压强分别为26.79GPa和30.19GPa,与实验值误差分别为+0.79GPa和-11.81GPa;而利用热力学生成焓,在GGA近似下得到的CF相的相变压强为24.52GPa;LDA近似下CT相的相变压强为39.85GPa,与实验值误差为-1.48GPa和-2.15GPa.在对高压下镁铝尖晶石三种相结构的力学稳定性的分析发现,尖晶石相在压力超过30GPa时力学结构变得不稳定,而两个高压相在...     

High-pressure synthesis and properties of CeO2-ZrO2 solid solution

Using nanoparticles of CeO₂ and ZrO₂ prepared by the chemical precipitation method as starting materials, the singlephase cubic Ce_0.5Zr_0.5O₂ solid solution (cCe_0.5Zr_0.5O₂) has been synthesized under 3.1 GPa at 1073 K for the first time. The structure of the c-Ce_0.5Zr_0.5O₂ has not been changed before and after annealing at 773 K for 1 h. Only an unknown EPR signal (g =1.990) has been observed in the c-Ce_0.5Zr_0.5O₂ and not varied after annealing at 773 K for 1 h, which exhibited that there exists no Ce³⁺ in the c-Ce_0.5Zr_0.5O₂ and the Ce⁴⁺ has not been reduced into Ce³⁺ after annealing. The transport mechanism is ionic for the c-Ce_0.5Zr_0.5O₂. The bulk conductivity (σ =1.2 ×10⁻⁵ S/cm at 823 K, σ=2.1 × 10⁻³ S/cm at 1123 K) is the same as that of CeO₂, but smaller than that of Y₂O₃-stabilized ZrO₂. A marked curvature at T = 823 K has been observed in the Arrhenius plot of the bulk conductivity. The activation energy below 823 K is lower than that above 823 K, and the reason has been discussed.     

Preparation of Gd_2O_3 :Eu~(3+) downconversion luminescent material and its application in dye-sensitized solar cells

Gd₂O₃ :Eu³⁺ downconversion luminescent powder was prepared using the homogeneous precipitation method. Its optical properties were analyzed and it was introduced into a dye-sensitized solar cell （DSSC）. As a luminescence medium, Gd₂O₃ :Eu³⁺ improved light harvesting via conversion luminescence and increased the photocurrent of the DSSC. As a p-type dopant insulating rare earth oxides form an energy barrier, and the Gd₂O₃ :Eu³⁺ elevated the energy level of the oxide film and increased the photovoltage. The photoelectric conversion efficiency for a DSSC with Gd₂O₃ :Eu³⁺ doping （6 : 100） reached 7.01%, which was 17.4% higher than the photoelectrical conversion efficiency of a DSSC without Gd 2 O 3 :Eu 3+ doping.     

Synthesis and Electrochemical Studies on LiCoVO_4 Surface Modified with La_2O_3 for Lithium-ion Cells

1 Results An inverse spinel LiCoVO4 cathode material was synthesized by a citric acid-urea polymeric method, calcined at 773 K for 5 h. The synthesized LiCoVO4 sample was surface modified with various wt.% of La2O3 by a polymeric process, calcined at 873 K for 2 h. The samples were characterized by XRD, FTIR, SEM, and TEM techniques. XRD patterns exposed that single-phase crystallinity occurred when they were heated at 773 K for 5 h in air. For the La2O3 coated samples, there was no evident signal corre...