超声强化合成MgFe2O4纳米颗粒及其机理研究

用超声水解方法制备MgO纳米颗粒,用化学沉淀法制备α-Fe₂O₃纳米颗粒,将MgO/α-Fe₂O₃混合体常温下超声活化2h,400℃固相合成制备出MgFe₂O₄纳米颗粒.通过X射线衍射和透射电子显微镜测试产品的化学成分、晶体结构和形貌尺寸,分析声化学反应机理及其影响因素.研究结果表明:所制备的MgFe₂O₄为尖晶石铁氧体,颗粒尺寸分布在20-30nm之间,粒度分布均匀;超声空化效应提高了化学反应活性、增加反应物的比表面积和反应物之间的接触面积,促进固相合成反应速度,降低反应温度,实现了一般条件下难以完成的化学反应.     

多铁性BiFeO3纳米颗粒的尺寸依赖磁性能研究

采用乙二胺四乙酸杂化溶胶法制备了不同晶粒尺寸的纯相BiFeO₃纳米颗粒,并利用X射线衍射仪、扫描电镜、超导量子干涉仪和Mossbauer 谱系统研究了其结构、形貌以及磁性能.结果表明: BiFeO₃纳米颗粒具有明显的弱铁磁性,并呈现强烈的尺寸依赖特性; 这种弱铁磁性主要源于纳米材料的尺寸限制效应,而非杂质相或Fe²⁺ 的存在所致.     

低温固相反应法制备的NiFe2O4纳米颗粒的结构与磁性

采用低温固相反应法制备了晶粒尺寸在8—47nm之间的NiFe₂O₄纳米颗粒系列样品，用X射线衍射仪(XRD)、高分辨中子粉末衍射谱仪、振动样品磁强计和超导量子干涉仪等对样品的晶体结构、宏观磁性和纳米颗粒的表面各向异性进行了分析研究.XRD和中子衍射测量结果显示纳米颗粒的晶格常数略高于块体材料，样品的氧参量表明纳米颗粒的晶格畸变程度没有块体材料严重.相对块体材料，纳米颗粒具有较小的磁化强度、较大的矫顽力和各向异性能密度.纳米颗粒从多畴转变为单畴的临界尺寸约为40nm，超顺磁性临界尺寸约为16nm.     

Gd2O3:Eu3+纳米晶的燃烧合成及光致发光性质

采用柠檬酸作燃烧剂用燃烧合成法制备了Gd₂O₃:Eu³⁺纳米晶.用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光分光光度计等对Gd₂O₃:Eu³⁺纳米晶的结构、形貌和发光性能进行了分析.结果表明：不同柠檬酸与稀土离子配比(C/M)制备的样品经800℃ 退火1 h后，均得到了纯立方相的Gd₂O₃:Eu³⁺纳米晶，晶粒尺寸约为30 nm，尺寸分布较窄，其中以C/M=1.0时制备的纳米晶结晶性最好，发光强度最大.Gd₂O₃:Eu³⁺纳米晶主发射峰位置均在612 nm处 (⁵D₀→⁷F₂跃迁)，激发光谱中电荷迁移态发生红移，观察到Gd³⁺向Eu³⁺的有效能量传递.对柠檬酸与稀土离子配比(C/M)对结晶度、发光性质等的影响也进行了分析和讨论.     

硼(氮、氟)掺杂对TiO2纳米颗粒光学性能的影响

利用X射线衍射谱、拉曼光谱和紫外-可见光吸收光谱研究了硼(氮、氟)掺杂对TiO₂纳米颗粒光学性能的影响.X射线衍射谱和拉曼光谱结果表明,掺硼(氮、氟)对TiO₂纳米颗粒的锐钛矿相晶体结构无明显影响,而其锐钛矿晶格出现畸变(c/a值增大),这被归因于掺杂原子对TiO₂纳米颗粒表面氧原子缺位沿晶格c轴方向的占据.另外,掺硼(氮、氟)TiO₂纳米颗粒吸收带红移与TiO相似文献   

不同晶相结构和形貌TiO2负载Ru催化剂的CO选择甲烷化

用水热法得到的钛酸纳米纤维前体,通过不同后处理方法合成了多种纳米结构的TiO₂．采用N₂等温吸附和BET比表面、X射线衍射、透射电镜和能量分散X射线分析表征了TiO₂及负载Ru催化剂的微结构,包括比表面、晶相结构和形貌以及Ru纳米颗粒尺寸分布等．对负载Ru催化剂在富氢条件下CO选择甲烷化反应活性测试表明：金红石相TiO₂和TiO₂-B为载体负载的Ru催化剂比锐钛矿相TiO₂负载的Ru催化剂表现出更高的反应性能．其活性区别说明了不同晶相结构和形貌TiO₂载体与Ru纳米颗粒的相互作用存在差异．     

pH值对水热法制备的Bi4Ti3O12晶体光催化活性的影响

采用无助剂、非模板的水热法可控制备Bi₄Ti₃O₁₂ (BIT)晶体．通过调节反应物的pH值可以选择性地获得BIT纳米球、纳米带和纳米片．通过对不同pH值制备的样品的结构分析研究了这些不同形貌的形成机制．pH值为1制备的BIT样品在可见光下光催化活性最高．基于不同pH值制备的BIT样品的形状、尺寸和局部结构振动分析了光催化活性不同的原因．     

Al2O3薄膜/纳米Ag颗粒复合结构的光吸收谱及增强Raman散射光谱研究

Al₂O₃介质薄膜与纳米Ag颗粒构成的复合结构,被应用于表面增强Raman散射探测实验中,其中Al₂O₃介质薄膜对纳米Ag颗粒的吸收谱及增强Raman散射光谱的影响被特别关注.该复合结构的光学特性表征出纳米Ag颗粒的偶极振荡特性.从光吸收谱中可以看到,其共振吸收谱随Al₂O₃介质薄膜厚度增加而在整个谱域上发生红移,表明纳米Ag颗粒的周围介电常数随Al₂O₃介质薄膜厚度的增加而增大.采用罗丹明6G作为探针原子,6个Raman特征峰的平均增益值作为表征表面增强Raman散射衬底增益程度的量度.实验结果表明,Al₂O₃介质薄膜层的引入提高了纳米Ag颗粒的衬底介电常数,并引起了散射共振的增强,从而使表面增强Raman散射强度提高.     

银催化合成Tb(BO2)3纳米棒

采用固相反应银作催化剂成功合成出棒状结构的稀土硼酸盐Tb(BO₂)₃发光材料. 利用X射线衍射和区域电子衍射研究了产物的结构特性,在700 oC煅烧时,Tb(BO₂)₃纳米棒具有良好晶形. 透射电镜分析表明,Tb(BO₂)₃纳米棒直径为100～200 nm,厚度为30～50 nm,长约3 μm. 基于Ag纳米颗粒附在Tb(BO₂)₃纳米棒的顶端和中部的事实,探讨了Tb(BO₂)₃纳米棒的生长机理. 荧光光谱研究表明,在369 nm紫外光激发下,Tb(BO₂)₃能发出Tb³⁺的特征绿色荧光,发射主峰位于546 nm,归属于⁵D₄→⁷F₅跃迁. 同时,也探讨了煅烧温度对产物的结构、形貌以及发光性质的影响.     

Ag-Cu纳米颗粒修饰的N掺杂TiO2纳米棒阵列及其高效光催化CO2还原应用

本文采用微纳加工方法制备了负载高密度Ag-Cu纳米颗粒的N掺杂TiO₂纳米棒阵列样品. 通过TiO₂的N掺杂,可将其吸光范围调控至与Ag纳米颗粒的等离激元吸收频率相匹配的波段,从而实现复合材料中肖特基结与共振能量转移过程的协同作用. 与此同时,Cu纳米颗粒可以为CO₂还原提供活性位点. 在全谱光照射下,复合样品光催化CO₂还原的活性显著提高,CH₄生成速率可达720 μmol·g^-1·h^-1.     

分级多孔Cafe2O4/C的合成及其微波催化活性

以天然木棉为模板,利用造孔及纳米颗粒自组装两步法合成了分级多孔的Cafe₂O₄/C复合催化剂. Cafe₂O₄/C复合催化剂保留了木棉模板的中空纤维形貌,且该中空纤维是由碳及均匀分布在碳表面的Cafe₂O₄纳米颗粒组成. 该复合催化剂具有较强的甲基紫微波催化降解活性. 研究了Cafe₂O₄负载量、微波功率、催化剂用量、甲基紫的初始浓度和pH值对微波诱导甲基紫降解的影响. 结果表明,Cafe₂O₄/C微波降解甲基紫的催化反应具有较高的反应速率和较短的反应时间. 其降解反应符合一级动力学模型. Cafe₂O₄/C 高的催化活性得益于催化反应和吸附特性之间的协同作用.     

Cu(L-His)2溶液配位结构的X射线吸收精细结构分析

采用X射线吸收精细结构分析(XAFS)方法分析Cu(His)₂复合物的配位模式,通过测定不同pH值下的铜的K边XAFS吸收谱,研究Cu(His)₂第一配位壳层的结构．为了更准确地验证Cu(His)₂配位结构,对组氨酸的羧基和咪唑分别进行了化学修饰．研究结果明确了在不同pH环境下组氨酸的羧基、氨基和咪唑的配位情况．对于争议最大的在生理pH值下组氨酸的配位方式,其结果更支持六配位模式,同时可能有少量的五配位模式配合物平衡存在.     

热聚合法制备纳米级Li3V2(PO4)3/C作为锂离子电池正极材料的性能研究

通过热聚合法成功制备出纳米级Li₃V₂（PO₄）₃/C正极材料,中间产物和最终材料的Li₃V₂（PO₄）₃/C颗粒均小于200 nm,无定形碳的含量为4.6%,处于Li₃V₂（PO₄）₃颗粒表面和颗粒与颗粒之间.该材料在3.0sim4.3 V和0.1 C电流下放电比容量为124 mAh/g,100次循环之后无衰减,表现出较好的循环性能.其倍率性能优异,在3.0sim4.3 V和20 C的条件下放电比容量达到80 mAh/g,在3.0sim4.8 V和10 C的条件下放电比容量达到100 mAh/g.     

Tm3+/Yb3+ ∶LaF3纳米体系中掺杂Yb3+ 离子对Tm3+ 离子荧光发射的影响

为研究Yb³⁺离子浓度变化对Tm³⁺离子在蓝色波段荧光强度的影响,以NaF和La(NO₃)₃为原料,采用水热法制备了Tm³⁺和Yb³⁺共掺的Tm³⁺/ Yb³⁺∶LaF₃纳米颗粒.用X射线衍射对LaF₃纳米颗粒进行表征的结果显示,纳米晶体结构呈六方相.透射电镜的观测结果显示,纳米颗粒样品大小均匀、分散性良好.在波长为800 nm的激光激发下,观测到了上转换蓝光发射,其中包括波长为474 nm和479 nm的较强的荧光辐射(相应的跃迁为1G4→3H6)和波长位于450 nm的强度较弱的荧光发射(相应的跃迁为1D2→3F4).通过观测不同Yb³⁺离子浓度条件下共掺Tm³⁺/Yb³⁺∶LaF₃样品的荧光光谱,研究了Yb³⁺离子掺杂浓度对于Tm³⁺离子的荧光发射的影响,并探讨了产生这种现象的原因.研究结果显示,对于1G4→3H6跃迁产生的荧光发射(474 nm),当Yb³⁺离子浓度增大时,反向能量传递速率的增加导致了荧光强度的增大.然而,当Yb³⁺离子浓度增大到一定程度时,Yb³⁺离子激发态能级寿命的减少将引发荧光强度的下降.相比较而言,Yb³⁺离子的浓度的变化对于1D2→3F4跃迁产生的位于450 nm处荧光强度的影响较弱.     

内嵌金属富勒烯Y@C82的制备及同步辐射EXAFS研究

内嵌金属富勒烯以其独特的几何结构与电子结构预示其在电子、光电子以及医疗领域有重大的应用前景而受到研究者格外的关注. 详细描述了内嵌金属富勒烯的高效率生产的制备过程, 并通过测定和拟合在低温(25K)下Y@C₈₂的不同k取值范围的EXAFS谱, 可以得到Y@C₈₂中的Y的最近邻和次近邻配位壳层的结构参数, 还可以得知Y-C两个壳层的配位距离基本没有随k的取值范围变化, Y@C₈₂的两个壳层的原子分布即使在低温下也存在比较大的无序.     

糠醇辅助的聚合凝胶法制备纳米Li4Ti5O12负极材料

以硝酸锂、钛酸正丁酯和糠醇为反应物,采用糠醇聚合凝胶法制备了纳米Li₄Ti₅O₁₂粉体．利用XRD、SEM和BET比表面测试对产物进行了表征,并研究了纳米Li₄Ti₅O₁₂粉体作为锂离子电池负极材料的电化学性能．在700℃或更高温度烧结时产物为纯相的尖晶石型．通过柠檬酸、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面活性剂的加入能够减少产物颗粒的团聚程度,增大粉体的比表面积,提高其电化学性能．加入0.5 g CTAB、700℃烧结12 h的Li₄Ti₅O₁₂粉体展示出最高的比容量和最佳的循环性能,10 C下充电比容量高达156.7 mAh/g．     

海藻酸改性的空心Fe3O4纳米颗粒的制备与应用

不使用任何模板一步制得空心Fe₃O₄纳米颗粒,然后将海藻酸钠嫁接在氨基化的空心Fe₃O₄表面,再利用海藻酸盐与钙离子的作用,在空心Fe₃O₄表面形成一个凝胶化层,制得海藻酸盐凝胶化的空心Fe₃O₄纳米颗粒,粒径约为400～500 nm．采用TEM、XRD、XPS、VSM等手段对纳米微球进行表征．VSM表征结果表明在室温下样品磁性材料为超顺磁性．改性Fe₃O₄纳米颗粒成功地用于柔红霉素的载负和缓释,最大载负率和载药量分别为28.4%和14.2%．缓释结果表明,海藻酸盐凝胶化层的存在,能更有效控制柔红霉素缓慢地释放．     

Bi2WO6光催化剂的γ射线辐射效应

本文首次研究了高能辐射(γ射线)对Bi₂WO₆纳米晶体结构和光催化性能的影响. 结果表明,尽管高能辐射不会改变Bi₂WO₆纳米晶体的形貌,但是Bi₂WO₆粉末的颜色在高吸收剂量辐照(507 kGy)后发生了明显的变化,并且辐照后Bi₂WO₆的XRD谱图也显示,随着吸收剂量的增加,(113)晶面对应的2θ从28.37°移到28.45°,说明晶格参数在γ射线辐照下还是发生了细微的变化. XPS表征结果证明,Bi₂WO₆晶体结构的变化源于高剂量辐射下氧空位缺陷的产生. Bi₂WO₆纳米晶体的禁带宽度(E_g)随吸收剂量的增加也出现减小的趋势. 用水溶液中亚甲基蓝的可见光照分解反应作为模型反应考察了辐照后的Bi₂WO₆纳米晶体的光催化活性,结果表明,辐照后的Bi₂WO₆纳米晶体的光催化活性随着吸收剂量的增加而逐渐升高. 将经过反应后的Bi₂WO₆纳米晶体再次回收,进行循环催化,发现这些辐照后的Bi₂WO₆纳米晶体在三次循环使用后光催化性能仍然能够保持,说明高能辐射产生的氧空位缺陷具有良好的稳定性.     

高温超导体GdBa2Cu3O7－δ的穆斯堡尔研究

本文对掺0.5%Fe的高温超导氧化物GdBa₂Cu₃O_7－δ进行了大温度范围(1.4K－700K)的穆斯堡尔研究,分析了Fe的价态与环境.Fe在氧化物中存在四亚晶位(Fe(A)、Fe(B)、Fe(C)、Fe(D)),其中Fe(A)、Fe(B)和Fe(C)占据氧化物中Cu(1)的位置,只是氧配位不同;Fe(D)独占Cu(2)位置.Fe在亚晶位B和D上分别为高自旋4+和3+.在磁场的作用下,氧化物呈现织构效应.     

Ag在CeO2-x(111)薄膜上的生长与电子结构

利用XPS和RPES技术研究了CeO_2-x(111)薄膜表面上的氧空位对Ag纳米颗粒的生长和电子结构的影响. XPS结果表明,室温下,Ag纳米颗粒在部分还原的CeO_2-x(111)薄膜上呈三维岛状生长, 并且岛密度比完全氧化的CeO₂(111)薄膜表面上的大, 说明氧空位可以作为Ag纳米粒子生长的中心. Ag3d_5/2芯能级的结合能随着Ag颗粒尺寸的减小而增大, 主要来源于终态效应的贡献. Ag和CeO_2-x