富勒烯的理论研究

在对中国富勒烯领域的理论研究现状作简要评述之后。侧重介绍本课题组近几年来在富勒烯结构、稳定性、取代型掺杂富勒烯、内嵌金属富勒烯等方面的理论研究工作。最后简述富勒烯的应用，并给出对富勒烯及其相关领域的理论研究的几点初步看法。     

(Ba, Pb)TiO3半导体陶瓷的特殊敏感性及其机理

研究了具有多孔网状结构(Ba,Pb)TiO₃半导体陶瓷的电阻温度特性, 发现在空气中长时间放置的(Ba, Pb)TiO₃陶瓷在居里点以前有一段电阻值随温度升高而增大的反常阻温特性. 进一步的研究结果表明(Ba, Pb)TiO₃陶瓷反常的阻温特性与其湿敏性相关, 在11%~93%相对湿度范围内, 电阻值变化3个数量级, 而且在单对数坐标中其湿阻特性曲线接近线性. 结合表面吸附、晶界势垒、铁电-顺电相变, 综合分析了(Ba, Pb)TiO₃陶瓷的特殊敏感性机理, 并给出定性解释.     

Ce改性CuO/γ-Al2O3的稳定性及催化活性研究

以CeO2作为改性添加剂、γ-Al2O3为载体、CuO为活性成分，用分层浸渍的方法制备出负载型CuO—Ceo2／γ-Al2O3湿式氧化催化剂；采用TG—DTA、XRD对其进行表征，研究了Ce的掺杂对载体及活性成分高温稳定性的影响并得出结论：在湿武氧化反应过程中，Ce的掺杂有效抑制了γ-Al2O3向α-Al2O3转变的高温相交，以及活性成分CuO与载体间相互作用形成CuAl2O4昀过程。通过对苯酚的湿式氧化降解实验，获知CeO2的加入可明显提高催化剂活性，其中6％CuO-6％CeO2／1—100％Al2O3的质量组分比对苯酚的催化活性最佳，反应30min，苯酚溶液COD的去除率为91．31%。     

Eu~(3+)掺杂La(OH)_3一维纳米线的磁学和发光性能研究

采用溶剂热法成功制备La(OH)_3和La(OH)_3:Eu~(3+)纳米材料,表征了样品的晶体结构、微观形貌、宏观磁性及发光特性。结果表明,所制备样品是微观尺寸均匀,分散性良好,直径约为14 nm、长度约为107 nm的一维线状结构。纯La(OH)_3和La(OH)_3:Eu~(3+)纳米线均表现出室温铁磁性能,且其饱和磁化强度和荧光发射随掺杂浓度的提高先升高后降低。Eu~(3+)掺杂浓度为3%时,所制备的La(OH)_3:Eu~(3+)纳米线的饱和磁化强度最高(43.1 memu/g),是纯La(OH)_3纳米线(2.04 memu/g)的22倍。该掺杂浓度的样品同时表现出了优异的荧光发射性能,在589 nm,616 nm和696 nm处具有Eu~(3+)的特征荧光发射谱线。此类材料在特殊纳米功能器件、磁性荧光靶向药物等方面具有潜在的应用价值。     

δ掺杂对磁纳米结构中电子输运性质的影响

建立铁磁条调制下含有δ掺杂的磁纳米结构模型,计算不同δ掺杂位置及高度时电子的透射几率及自旋极化率,重点研究了该纳米结构中电子的自旋输运性质。结果表明,该磁纳米结构中可实现较显著的自旋极化效应,且δ掺杂的位置及高度均会对其中的电子输运性质产生影响。因此,理论上可以通过控制δ掺杂的位置及高度来获得实际需要的自旋极化强度,有助于新型自旋电子学器件的开发。     

La掺杂对SrTiO_3纳米颗粒光催化性能的影响

采用高温固相反应法,向SrTiO_3中掺杂不同含量La制备光催化剂,通过XRD、SEM、UV-Vis等手段对其结构和形貌进行表征,并以罗丹明B(RhB)为模拟污染物,研究掺杂不同含量La所制催化剂对RhB的光催化降解能力的影响,从而评价所制催化剂的光催化性能。结果表明,随着掺La含量的增加,所制催化剂的晶体结构从SrTiO_3的立方晶系逐步向La_2Ti_2O_3的单斜晶系转变;La掺杂使得所制催化剂的禁带宽度减小、对紫外光的吸收阈值增大,使其光催化性能得到显著提升;掺La含量越高,所制催化剂的光催化性能越好。     

钴掺杂对二氧化钛晶粒尺寸及相变的影响

通过溶胶凝胶法制备了纯Ti O_2与不同Co浓度掺杂的Ti O_2纳米粉体,并对样品进行了450、550、650℃保温2 h的热处理.采用X射线衍射仪对制得的纳米粉体进行了晶体结构表征,研究了热处理温度以及Co掺杂浓度对Ti O_2晶粒尺寸以及锐钛矿金红石相变的影响.结果表明:纯Ti O_2与Co-Ti O_2在450℃时为单一的锐钛矿;550℃时,纯Ti O_2有微量金红石生成,Co-Ti O_2仍然全部为锐钛矿;650℃时纯Ti O_2大部分转变为金红石,当Co掺杂量较低时,Co能促进锐钛矿相向金红石相的转变,而当掺杂浓度为8%时,Co抑制锐钛矿相向金红石相的转变;热处理温度升高以及Co掺杂浓度增加有利于Co Ti O_3相的生成,相同温度下,Co掺杂后Ti O_2晶粒尺寸减小.     

铕掺杂ZnO纳米棒的生长及其光电性能的研究

利用水热法在硼掺杂金刚石膜上生长铕(Eu)掺杂Zn O纳米棒(Zn O:Eu),其形貌与Eu的掺杂量密切相关。掺杂0.01 mol/L Eu时对Zn O纳米棒生长影响较小,随着掺杂浓度的增加,Zn O纳米棒顶部出现"尖端聚集现象",这种聚集现象是和纳米棒制备过程中电荷积累相关的,稀土元素能提供更多的电荷,使Zn O纳米棒顶端产生强的局部电场,相近纳米棒尖端会聚集一起。制作了以p型金刚石为衬底生长的Zn O:Eu异质结,并对其电学性能深入研究,实验结果表明该异质结对整流特性有良好反应。     

钒掺杂SrTiO_3光催化剂的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备不同质量分数V掺杂的SrTiO_3光催化剂粉体(V-SrTiO_3),通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度仪对其结构和形貌进行表征,用亚甲基蓝(MB)催化降解实验评价其光催化活性.结果表明,V掺杂后SrTiO_3仍然保持钙钛矿结构,V5+进入晶格对Sr2+进行了替位掺杂,晶格常数变小;热处理温度升高,样品发生热团聚;V掺杂后SrTiO_3的催化活性得到了明显的提高,并随着热处理温度的升高,光催化降解率先增加后降低;当n(V)∶n(Ti)=1.5∶100,热处理温度为800℃下制备的样品催化活性高达90.5%.     

多孔羟基磷灰石负载掺杂Fe~(3+)二氧化钛薄膜的光催化性能研究

通过将多孔羟基磷灰石(HAP)浸渍于掺杂Fe3+二氧化钛溶胶中再经干燥、烧结,制备出负载光催化剂。采用TEM、FT-IR和XRD对负载情况和物相进行了表征,此外重点讨论了不同的Fe3+掺杂量、煅烧温度和光照条件因素对光催化性能的影响。研究发现Fe3+的掺杂量对光催化性能有较大影响,当掺杂量为0.5%时对甲基橙有最大降解率为43.6%;煅烧温度对于光催化性能的影响更大,在600℃时由于锐钛矿和金红石共存而产生的混晶效应有利于催化性能的提高;此外研究还发现在卤钨灯下可获得最大降解率。