掺杂铁的CeO2纳米颗粒的制备与表征

利用反相共沉淀法,合成了掺杂过渡金属铁的CeO2纳米颗粒.通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、紫外-可见(UV-Vis)光谱等测试手段对产物进行了分析和表征.结果表明,掺杂铁的CeO2纳米颗粒是纯立方莹石结构;过渡金属铁掺入了CeO2的晶格;其相比于不掺铁的CeO2纳米颗粒吸收...     

八面体结构纳米CeO2:Er^3+;的合成及发光性质

采用水热合成法制备了八面体结构纳米CeO2∶Er^3+,并研究了稀土Er^3+离子掺杂对CeO2纳米晶的结构以及发光特性的影响。所合成的CeO2纳米晶具有八面体结构,结晶完好,粒度均匀。XRD和拉曼光谱测试结果表明所制备的CeO2纳米晶为面心立方萤石结构,稀土Er^3+离子的掺杂在基质晶格中产生了氧空位缺陷,并产生了晶格畸变。在980 nm激光激发下产生了稀土Er^3+离子绿色(2H11/2,4S3/2→4I15/2)、红色(4F9/2→4I15/2)和近红外(4I11/2,4I13/2→4I15/2)发光。随着稀土Er^3+离子掺杂浓度的变化,样品的发光光谱在可见光和近红外光范围产生了不同的猝灭浓度,这是由于掺杂浓度变化对Er^3+-Er^3+之间的交叉驰豫过程产生了影响,Er^3+的能级布居变化引起了发光特性的改变。     

用光声技术研究半导体TiO2,ZnO纳米晶粉的光学特性

应用新型的光声光谱技术,研究了不同种类和不同制备工艺条件的半导体纳米晶粉的光学特性,测量了半导体TiO2、ZnO和掺铝ZnO纳米晶粉的光声光谱,获得了这些半导体纳米晶粉的带隙和光谱吸收系数.研究结果表明,相同种类和相同颗粒形状的半导体纳米晶粉的粒径越小,光学吸收系数越大.半导体纳米晶粉的带隙与相同种类纳米颗粒形状(圆球...     

CeO_2纳米晶的制备及其谱学性能研究

以硝酸亚铈为原料,浓氨水为沉淀剂,在80℃反应3 h并陈化9 h制备得到了纯CeO2纳米晶.XRD分析结果表明产物属于立方晶系.透射电镜观察发现产物呈六边形结构,推测为多面体形CeO2的投影,粒径在10 nm左右,分散性良好.沉淀剂浓度、反应温度及陈化时间等对产物的纯度及形貌有明显影响.碱浓度降低或陈化时间缩短都导致产物中出现Ce(OH)3杂质;延长陈化时间,产物粒径增大;若反应温度低于40℃,产物中出现大量Ce(OH)3杂质.拉曼光谱研究表明,纯CeO2纳米晶在465 cm-1处有一振动峰,对应于立方萤石结构的F2g拉曼位移,而含有Ce3+杂质的产物则在600 cm-1处还出现一小峰.荧光光谱研究发现,在波长为400 nm的激发光下,CeO2纳米晶在465 nm附近出现一个不对称发射光谱峰.     

Gd_2O_3:Eu纳米晶的制备及其光谱性质研究

以EDTA为络合剂,聚乙二醇为有机分散剂,用络合溶胶-凝胶法制备出Gd_2O_3:Eu纳米晶。用XRD,SEM,X-射线能量色散谱仪(EDS),荧光分光光度计等分析手段对Gd_2O_3:Eu的纳米晶结构、形貌、组分的均匀性以及发光特性进行了研究。结果表明:EDTA-M凝胶仅在800℃焙烧即可得到颗粒细小、组分均匀、纯立方相的Gd_2O_3:Eu纳米晶,颗粒基本呈球形,粒径为30nm左右。对样品的激发光谱、发射光谱测定表明:Gd_2O_3:Eu纳米晶在269nm光激发下发红光,发射光谱谱峰在611nm,与体材料基本相同;激发光谱中电荷迁移带(CTB)明显红移,从体材料的255nm移至269nm,移动了约14nm;猝灭浓度从体材料的6％提高到8％。     

NaYF_4∶Yb,Er上转换荧光纳米颗粒的共沉淀法合成及表征

以二乙二胺五乙酸(DTPA)为络合剂,采用共沉淀法合成了单分散的NaYF_4:Yb,Er上转换荧光纳米颗粒.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、荧光(FL)光谱、热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)对合成的样品进行了表征.所合成纳米颗粒的粒径均一,通过改变络合剂DTPA的用最可使颗粒的平均粒径在20～120 nm范围内可调.纳米颗粒经煅烧后发生了由立方品型向六方晶型的转变,并伴随着荧光强度的大幅提升.还探讨了络合剂DTPA的用量、煅烧温度对纳米颗粒粒径、晶型及荧光性能的影响.研究结果表明:络合剂DTPA的加入虽然在一定程度上阻碍纳米颗粒由立方晶型向六方晶型的转变,但可获得单分散的小粒径纳米颗粒,其荧光强度仍能满足生物标记的要求.     

Gd2O3:Eu纳米晶的制备及其光谱性质研究

以EDTA为络合剂，聚乙二醇为有机分散剂，用络合溶胶—凝胶法制备出Gd2O3:Eu纳米晶。用XRD，SEM，X—射线能量色散谱仪(EDS)，荧光分光光度计等分析手段对Gd2O3:Eu的纳米晶结构、形貌、组分的均匀性以及发光特性进行了研究。结果表明：EDTA—M凝胶仅在800℃焙烧即可得到颗粒细小、组分均匀、纯立方相的Gd2O3:Eu纳米晶，颗粒基本呈球形，粒径为30nm左右。对样品的激发光谱、发射光谱测定表明：Gd2O3:Eu纳米晶在269nm光激发下发红光，发射光谱谱峰在611nm，与体材料基本相同；激发光谱中电荷迁移带(CTB)明显红移，从体材料的255nm移至269nm，移动了约14nm；猝灭浓度从体材料的6％提高到8％。     

离子交换树脂法制备纳米ZnS

以Zn(NO3)2·6H2O为锌源,Na2S为硫源,采用强碱性阴离子交换树脂法制备了纳米ZnS,并对形成的ZnS纳米粒子进行了XRD、TEM表征.XRD表征计算结果表明样品约为粒径6-10nm的小颗粒,TEM表征结果可观察到样品为由6-10nm的小颗粒团聚而成的50-80nm的大颗粒组成的.     

氨基磷酸辅助的水热合成NaYF4:Yb3+,Er3+纳米晶及其上转换发光

以氨基磷酸为螯合剂,通过共沉淀与水热法相结合,成功地制备出NaYF4:Yb3+,Er3+纳米晶.研究结果表明:水热前后NaYF4:Yb3+,Er3+纳米晶均为立方相结构,其颗粒大小约为80nm.在980 nm近红外光激发下,实现了样品的上转换发光.样品的上转换绿红光发射带归因于Er3+的2H11/2,4S3/2→4 I...     

氨基磷酸辅助的水热合成NaYF4:Yb3+,Er3+纳米晶及其上转换发光

以氨基磷酸为螯合剂,通过共沉淀与水热法相结合,成功地制备出NaYF4:Yb3+,Er3+纳米晶.研究结果表明:水热前后NaYF4:Yb3+,Er3+纳米晶均为立方相结构,其颗粒大小约为80nm.在980 nm近红外光激发下,实现了样品的上转换发光.样品的上转换绿红光发射带归因于Er3+的2H11/2,4S3/2→4 I15/2和4F9/2 →4I15/2能级的跃迁.水热处理后的样品的上转换发光强度与水热处理前相比有了很大的增强.水热处理后,样品表面的有机配体的减少和样品结晶度的提高是样品上转换发光显著增强的主要原因.     

在金属基带上用激光脉冲沉积法制备帽子层CeO_2的研究

利用脉冲激光沉积法在带有Y2O3、YSZ隔离层的金属基带上制备了CeO2帽子层。主要讨论了温度、激光脉冲频率对CeO2隔离层的影响,用X射线θ~2θ扫描、Φ扫描对薄膜的取向和织构进行表征。结果表明在温度为610℃、激光频率为10Hz、1Pa氧压下制备的CeO2隔离层能有效地继承衬底的织构,平均平面内Φ扫描半高宽度为6.9°。扫描电镜可以观察到薄膜表面致密且无裂纹,原子力显微镜观测表面平均粗糙度在10nm以下。     

稀土CeO_2对镍基纳米Al_2O_3激光熔覆复合涂层组织和性能的影响

采用激光熔覆技术在45钢基体上制备了不同CeO2含量的镍基纳米Al2O3复合涂层,对熔覆层进行了微观组织分析和显微硬度测试。结果表明,随着CeO2含量的增加,熔覆层组织由亚共晶向共晶组织转变;加入1.0%CeO2对镍基纳米Al2O3熔覆层的组织起到明显的细化和净化作用,枝晶生长的方向性减弱,组织趋向均匀,熔覆涂层的显微硬度值比未加稀土的涂层提高了60-95HV0.2。     

CeO2:Eu3+粉末的溶胶-凝胶法制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同浓度Eu3 掺杂的CeO2发光粉,样品粉末在紫外光激发下发出明亮的橙红色光.利用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)和光致发光光谱(PL)对样品的结晶过程和发光性质进行了表征.XRD分析表明在0.2at.%～10at.%的Eu3 掺杂范围内,用溶胶-凝胶法合成的样品在500℃就结晶成纯相的CeO2:Eu3 多晶粉末.由于Ce4 和Eu3 离子半径十分接近,因而Eu3 在CeO2中具有较高的固溶度.PL激发谱中出现在300～390 nm的宽带激发峰起源于基质CeO2的吸收,电子吸收能量后,发生O2--Ce4 的电荷迁移,再将能量传递给Eu3 .PL发射谱显示Eu3 含量为6at.%的样品发光强度最强,随后出现浓度猝灭.导致发光出现浓度猝灭的机制是电偶极-电四极相互作用.样品烧结温度的升高,促使晶粒长大和结晶完整性提高,从而显著提高了CeO2:Eu3 粉末的发光强度.     

SO2-4/CeO2-TiO2光催化材料的制备与光谱表征

采用溶胶-凝胶法结合硫酸浸渍法制备了SO2-4/CeO2-TiO2复合氧化物.利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱价带谱(VB-XPS)及荧光光谱(PL)技术对样品的结构、性质进行了表征,以光催化分解水制氢为模型反应,评价了样品的光催化性能.XRD,FTIR结合PL结果表明CeO2与TiO2的复合形成了异质结构,有利于提高光生电子与光生空穴的分离效率,对催化剂活性的提高有促进作用;Py-FTIR谱图证明SO2-4/CeO2-TiO2复合氧化物在表面具有Lewis酸性,Lewis酸性位的产生是由于SO2-4在样品表面的配位吸附所致,S O— 的诱导效应增强了表面金属得电子能力,从而进一步提升光生载流子的分离效率;UV-Vis及XPS价带谱分析说明,半导体氧化物复合能够缩减带隙,拓宽光响应范围,Lewis酸性影响复合氧化物的能带结构,使其导带底位置向负向移动,利于光催化还原能力的提高,进而促进其光催化制氢活性.光催化分解水制氢实验结果表明,SO2-4/CeO2-TiO2复合氧化物具有优于纯氧化物CeO2,TiO2及未经硫酸浸渍的CeO2-TiO2复合氧化物的催化活性,5 h的产氢速率为1934.1μmol·g-1·h-1.光谱分析结果结合光催化制氢活性评价结果表明,SO2-4/CeO2-TiO2复合氧化物的异质结构与酸浸渍是影响样品光催化性能的主要因素.     

电化学法涂层导体CeO_2缓冲层外延生长研究

电化学沉积法制备高温超导YBa2Cu3O7-δ涂层导体缓冲层具有工艺简单、设备要求低、易于连续化批量制备等优点。采用电化学沉积法,在双轴织构的Ni-5at.%W(Ni-5W)金属基带上成功制备出了具有良好c轴取向的CeO2缓冲层薄膜。利用X射线衍射、极图、扫描电子显微镜和原子力显微镜等对上述氧化物薄膜的织构、表面形貌等进行表征。重点研究了薄膜厚度、退火温度、退火时间等工艺对薄膜外延生长及其表面形貌的影响,结果表明:电化学沉积方法制备的CeO2缓冲层具有很好的双轴织构、表面平整、均一,粗糙度低,表现出良好的缓冲层性质。结合金属有机化学溶液超导层的制备技术,本工作展示了一条全化学法制备第二代高温超导带材的技术路线,具有很好的应用前景。     

A simple, quick and reliable method for TEM cross-section preparation of ceramic oxide films on thin metal substrates

We present a preparation method of cross-sectional thin foils for transmission electron microscopy (TEM). Samples are 0.1-1 m thick ceramic oxide films (CeO2, CeO2-YBa2Cu3O7 and CeO2-ZrO2/YO2-YBa2Cu3O7) epitaxially grown on 30-100 m highly textured nickel substrates. This method includes gluing the sample between a copper oxide dummy and a silicon dummy, followed by mechanical polishing and conventional ion milling. TEM cross-sectional samples obtained with this selection of dummies are electron-transparent up to a few tens of m parallel to the film surface. Several layer structures were analyzed by TEM and the results are shown. The preparation technique described here can be applied to any type of oxide film deposited on thin metal substrates.     

Ce(Ⅳ)和Ce(Ⅲ)化合物系列的X射线光电子能谱研究

用XPS研究了标称四价铈盐系列:硫酸铈铵、硫酸铈、二苯基羟乙酸铈、碘酸铈、过氧化铈、二氧化铈以及三价铈盐系列:草酸亚铈、硫酸亚铈、二苯基羟乙酸亚铈、碘酸亚铈和氯化亚铈.结果表明,上述标称四价铈盐都属于混合价化合物,其Ce3d电子能谱呈现Ce⁴⁺和Ce³⁺的二组谱线结构的混合.在真空中加热后CeO₂的Ols电子能谱有两个氧峰,这说明 Ce(4f⁰)O(2p^π)←→Ce(4f¹)O(2p^n-1) 类型价态波动的可能性较大.三价铈盐的3d谱线的低结合能端约3.5—4eV处则存在摔落伴峰.     

Tl系超导薄膜金属涂层的生长与特性研究

我们研究了Tl-2212超导薄膜在带有YSZ/CeO2缓冲层和带有CeO2/YSZ/CeO2缓冲层的Ni金属RABiTS基带上的生长情况.基带上的缓冲层是采用PLD方法制备的,Tl-2212薄膜的制备采用了磁控溅射和后热处理两步方法.XRD 实验结果表明,Tl-2212薄膜都具有很好的C轴垂直于膜面的织构,并具有双向外延生长特性.在CeO2/YSZ/CeO2/Ni基带上制作的Tl-2212薄膜的Tc达到102.8 K,Jc(77 K,0 T)达到2.6 MA/cm2;在YSZ/CeO2/Ni基带上薄膜Tc可达97.7 K,Jc(77 K,0 T)也可以达到0.45 MA/cm2.