纳米晶ZrO2：DY^3＋的制备与发光性质研究

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2:Dy3 发光粉体,对不同掺杂浓度、不同煅烧温度的系列样品,均观测到Dy3 离子的室温强特征发射.样品的晶相与发射性质的研究表明:所制备的样品经600℃～950 ℃热处理后,晶相经历从四方相到以单斜相为主的变化;由于晶相的变化,发现有两个发光中心,分别位于四方相和单斜相.激发Dy3 的6P7/2能级,当稀土离子处在四方相(格位一)时有利于483 nm和583 nm的发射,当稀土离子处在单斜相(格位二)时有利于490 nm和577 nm的发射.基质ZrO2和Dy3 离子之间有能量传递,950℃时能量传递效果最好.荧光强度与掺Dy3 离子浓度关系表明,Dy3 在纳米晶ZrO2中的最适合掺杂浓度与ZrO2的晶相有关,四方相时,最适合掺杂浓度为0.5%,混合相时为1%.     

纳米晶ZrO2∶Dy3+的制备与发光性质研究

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2∶Dy3+发光粉体,对不同掺杂浓度、不同煅烧温度的系列样品,均观测到Dy3+离子的室温强特征发射.样品的晶相与发射性质的研究表明:所制备的样品经600℃~950 ℃热处理后,晶相经历从四方相到以单斜相为主的变化;由于晶相的变化,发现有两个发光中心,分别位于四方相和单斜相.激发Dy3+的6P7/2能级,当稀土离子处在四方相(格位一)时有利于483 nm和583 nm的发射,当稀土离子处在单斜相(格位二)时有利于490 nm和577 nm的发射.基质ZrO2和Dy3+离子之间有能量传递,950℃时能量传递效果最好.荧光强度与掺Dy3+离子浓度关系表明,Dy3+在纳米晶ZrO2中的最适合掺杂浓度与ZrO2的晶相有关,四方相时,最适合掺杂浓度为0.5%,混合相时为1%.     

溶剂热再结晶合成由纳米颗粒自组装成的一维CdS纳米棒

采用两种不同的溶剂热路径合成出了不同形貌和尺寸的CdS纳米晶, 一种是以无水乙二胺(en) 为溶剂, CdCl₂·2.5H₂O和硫脲(H₂NCSH₂N) 为镉源和硫源, 在不同反应温度(160 ℃-220 ℃ 下制备出了CdS纳米晶, 讨论温度对CdS纳米晶生长的影响; 另一种是以en为溶剂, 将在160 ℃下合成的产物在200 ℃下原位再结晶生长2-8 h, 分析原位生长时间对CdS纳米晶生长的影响. 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子电镜(SEM) 和透射电子电镜(TEM) 等表征产物的物相、 形貌和微结构, 分析可知: 两种路线合成的产物均为六方相CdS; 当温度为160 ℃时, 产物形貌为纳米颗粒状, 当温度高于160 ℃时, 产物为CdS纳米棒状; 同时, 在200 ℃下原位再结晶生长不同时间后发现产物形貌由纳米颗粒转变为纳米棒, 通过场发射扫描电镜(HRTEM) 分析可知: 纳米棒是由零维纳米颗粒自组装而成. 最后, 讨论了影响产物CdS纳米晶形貌转变的因素和纳米棒的生长机理.     

TiO2光催化剂的光谱研究

采用sol-gel法制备了纳米TiO2光催化剂,运用FTIR,FT－Ranam,DSR等光谱技术对催化剂进行了表征,以光催化解油酸作为模型反应考察光催化活性。实验结果表明,催化剂的烧结温度对催化剂的晶相结构、半导体能带结构、光吸收性能及光催化活性均产生显著的影响,当烧结温度为400℃时,TiO2光催化剂具有最好的表观吸光度,最大的吸收带边,以及最佳的光催化活性。     

纳米晶Gd2O3：Eu^3＋的制备与发光性质

利用共沉淀法制备了纳米晶Gd2O3:Eu3+发光粉体. 在不同掺杂浓度、不同煅烧温度的系列样品中,均观测到Eu3+离子的特征发射.样品的晶相与发射性质的研究表明:所制备的样品经800~1 300 ℃热处理后,晶相为立方相,1 400 ℃时开始向单斜相转变.荧光强度与Eu3+离子掺杂浓度关系研究表明:在不同掺杂浓度中,Eu3+离子浓度为4%时其相对发射强度最强.在三个不同的煅烧温度中,经800 ℃煅烧的样品其发光效果最好.此外还观察到电荷转移激发态以及基质、Gd3+与Eu3+之间的能量传递.激发谱包含三部分,即电荷转移带、Eu3+的4f内壳层电子跃迁和Gd3+的激发谱.     

离子液体辅助水热法制备锡酸锌的研究

采用离子液体辅助水热法制备锡酸锌,考察了溶液pH值、水热反应时间及水热反应温度对锡酸锌晶体结构、形貌及光催化性能的影响。采用X射线衍射(XRD)确定锡酸锌的晶体结构、结晶水平及相的纯净程度;透射电子显微镜(TEM)用来分析制得的锡酸锌的形貌;通过在紫外光照射下光催化降解亚甲基蓝进行锡酸锌的光催化性能研究,结果表明:溶液pH值为9、水热反应温度为220℃、水热反应时间为32h制得的锡酸锌对亚甲基蓝有最高的光催化降解活性。对锡酸锌降解亚甲基蓝的光催化机理探究表明:锡酸锌光催化活性的差异主要归因于缺陷,缺陷往往成为电子-空穴复合中心,导致光催化活性不高;羟基自由基是光催化反应的主要活性物种。     

LaPO_4∶Ce,Tb纳米荧光粉末的合成及其在指纹无损显现中的应用

采用溶剂热法在水和乙二醇的混合溶剂中合成出了高质量的LaPO_4∶Ce,Tb纳米荧光粉末。然后通过透射电子显微镜(TEM)、粉末X射线衍射(XRD)、荧光光谱(FS)等表征手段分别对稀土纳米荧光粉末的微观形貌、晶体类型、荧光性能进行了表征,合成纳米荧光粉末的形貌为单分散的纳米棒,平均长度为700nm、平均直径为20nm,其晶体结构为单斜LaPO_4晶型,并且在254nm紫外光照射下能够产生较强的绿色荧光。最后将合成的纳米荧光粉末应用于光滑客体表面汗潜指纹的无损显现中,并详细考察了指纹显现的对比度、灵敏度、选择性、背景干扰等指标。实验结果表明,使用LaPO_4∶Ce,Tb纳米荧光粉末显现的指纹在254nm紫外光的激发下能够产生明亮的绿色荧光,指纹乳突纹线部位连贯清晰、细微特征反映明显,指纹与客体之间的对比反差强烈、客体产生的背景干扰较小,因此该显现方法具有较高的对比度、灵敏度和选择性。本显现方法具有操作方法简单、显现效果优良、适用范围广泛等优点。本研究的重要创新之处在于,经LaPO_4∶Ce,Tb纳米荧光粉末显现后的指纹还可以进行后续的DNA提取及检测,这是传统的指纹显现粉末所不能及的。本研究为指纹物证和生物物证这两大物证的同时利用提供了有益参考。     

静电纺Ag/WO3复合纳米纤维及其光催化性能

为了研究氧化钨(WO_3)和银/氧化钨(Ag/WO_3)纳米纤维光催化性能,利用静电纺丝技术制备了WO_3和Ag/WO_3复合纳米纤维。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis),对样品的物相结构、形貌大小和紫外-可见漫反射光谱等进行了表征。在可见光照射下,比较WO_3和Ag/WO_3纳米纤维光催化降解亚甲基蓝(MB)的性能,结果表明,在90 min时,Ag/WO_3复合纤维光催化降解MB效率比WO_3纤维高1.3倍,从能带结构角度分析了Ag/WO_3复合纤维光催化效率增强的原理。     

纳米晶Gd2O3 ∶ Eu3+的制备与发光性质

利用共沉淀法制备了纳米晶Gd₂O₃ : Eu³⁺发光粉体。 在不同掺杂浓度、不同煅烧温度的系列样品中,均观测到Eu³⁺离子的特征发射。样品的晶相与发射性质的研究表明:所制备的样品经800~1 300 ℃热处理后,晶相为立方相,1 400 ℃时开始向单斜相转变。荧光强度与Eu³⁺离子掺杂浓度关系研究表明:在不同掺杂浓度中,Eu³⁺离子浓度为4%时其相对发射强度最强。在三个不同的煅烧温度中,经800 ℃煅烧的样品其发光效果最好。此外还观察到电荷转移激发态以及基质、Gd³⁺与Eu³⁺之间的能量传递。激发谱包含三部分,即电荷转移带、Eu³⁺的4f内壳层电子跃迁和Gd³⁺的激发谱。     

脉冲磁控溅射法制备单斜相氧化铒涂层

用中频脉冲反应磁控溅射法,在溅射功率为78 W,93 W和124 W以及衬底温度分别为室温,500 ℃及677 ℃下制备了氧化铒涂层.采用原子力显微镜、纳米压痕、X射线衍射和掠入射X射线衍射法研究了涂层的形貌、力学性能及物相结构.测量了涂层的电学性能.结果显示,脉冲磁控溅射沉积氧化铒涂层具有较高的沉积速率.实验制备得到了单斜相结构的氧化铒涂层.提高溅射功率时,沉积速率从28 nm/min增大至68 nm/min,涂层的结晶质量显著下降.提高衬底温度至500 ℃和677 ℃时,单斜相衍射峰强度下降.分析认为 关键词： 氧化铒 脉冲磁控溅射 单斜晶相     

水热法合成BiVO4可见光催化剂

采用水热法,无需添加剂,在180℃通过调控pH值制备了不同结构和形貌的BiVO4可见光催化剂。利用XRD、SEM等手段对样品进行表征。结果表明,水热反应液pH值对BiVO4的晶相与形貌均有很大影响,pH为4时制备的片状BiVO4对亚甲基蓝的降解率最高（4h达91.79%）。     

水热法制备MgWO4 及其发光性质

以硝酸镁、钨酸钠为原料,氢氧化钠和硝酸作为pH调节剂,在180~230 ℃水热条件制备纯相的MgWO₄。探讨了水热反应温度对MgWO₄纯相形成以及煅烧温度对其晶型、发光性质的影响。分别用粉末X射线衍射、荧光光谱、扫描电子显微镜和综合热分析等手段对样品进行表征。结果表明,水热法可以直接制得不含结晶水MgWO₄晶体,属于四方晶系,形貌呈片状,厚度约为几个纳米。样品热重分析和高温煅烧的结果表明,水热法所得MgWO₄晶体在850 ℃附近出现晶型转化,由四方晶系转变为单斜晶系,并导致发光性质的明显变化。SEM显示煅烧前的样品形貌为片状,不同温度煅烧后由片状逐渐向棒状转变。     

Photocatalytic activity enhancement of Dy-doped TiO2 nanoparticles hybrid with TiO2 (B) nanobelts under UV and fluorescence irradiation

The main drawbacks of anatase titanium dioxide (TiO₂) nanoparticles for being used as a photocatalyst are due to the rapid charge recombination of the electron-hole pairs and the wide band gap energy, limiting its photocatalysis application. To enhance photocatalytic activity, structure modification was performed here. Heterogeneous nanostructure of Dy-doped TiO₂ nanoparticles hybrid with Monoclinic TiO₂ nanobelts (Dy/TNBs) was fabricated via hydrothermal method. Annealing temperature was varied to investigate its effect on phase composition and morphology of the as-prepared TiO₂ catalyst. Phase composition and morphology were studied by XRD and SEM, respectively. The effect of amount of catalyst loaded on the degradation efficiency of methylene blue (MB) dye in aqueous solution under UV and fluorescence illumination was investigated. The results showed that pure monoclinic TiO₂ nanobelts (TNBs) was achieved at 450 °C. Enhanced photocatalytic activity under both UV and fluorescence irradiation was found on Dy/TNB samples. The optimum Dy dosage providing the highest MB degradation rates under both irradiation sources was 0.1 mol%.     

LaPO4:Eu3+的PEG2000辅助水热法制备及发光特性

采用水热法,以聚乙二醇2000(PEG2000)为添加剂,成功制备了铕掺杂的磷酸镧纳米颗粒。通过扫描电子显微镜(SEM)观察到所制得的纳米颗粒分散性较好,呈球形放射状结构。用X射线粉末衍射仪(XRD)对其结构进行了表征,实验表明:LaPO4属单斜晶系,独居石结构,700℃煅烧2 h基本晶化完全。研究了不同合成条件、煅烧时间、煅烧温度及不同铕含量对材料发光性质的影响,荧光光谱(FS)数据表明:最佳制备条件是pH等于9的条件下180℃反应14 h;随着煅烧温度的升高,激发峰及各个发射峰的强度都增大,850℃时,煅烧1 h发光强度最大,随着时间的延长发光强度反而减小;随着铕含量的增加,发光强度先增强后减弱,Eu3 的掺加量在4%(摩尔分数)时,纳米粒子的荧光强度最强,更高的掺杂浓度将导致荧光猝灭。     

Photocatalytic properties of TiO2 and TiO2/Pt: A sol-precipitation,sonochemical and hydrothermal approach

In this work we prepared TiO₂ nano-powders and TiO₂/Pt nano-composites via three synthesis methods (sol-precipitation, sonochemical method, hydrothermal method) starting with the same precursors and media. To evaluate and compare the physical properties of the prepared materials, X-ray diffraction analysis, BET measurements, FTIR spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and electron microscopy (TEM, HRTEM, SAED) were applied. The results showed changes to the TiO₂ phase composition and crystallinity, the specific surface area as well as the platinum’s particle shape and size, depending on the method of synthesis. To determine the photocatalytic efficiency of the prepared materials, the photocatalytic discoloration of the methylene blue solution was evaluated using UV–Vis spectroscopy. The important properties required for a high photocatalytic activity, related to the surface characteristics and the phase composition, were determined in terms of the synthesis method. It was concluded that the optimum characteristics were obtained when using the hydrothermal approach, where the TiO₂ had two phases, i.e., – anatase and rutile, a Pt-phase in the form of nanoparticles and adsorbed Pt-molecular species, as well as the presence of available free surface hydroxyl groups. Such characteristics had a critical influence on the photocatalytic activity of the final material.     

Hydrothermal synthesis and photoelectric properties of BiVO4 with different morphologies: An efficient visible-light photocatalyst

Different morphologies of monoclinic BiVO₄ with smaller size were hydrothermal synthesized by simply adjusting the amount of surfactant (polyvinyl pyrrolidone PVP K30) added. The detailed field emission scanning electron microscope (FESEM) analysis revealed that the amount of PVP added could significantly affect the morphology and size of BiVO₄. Their photocatalytic activities were evaluated by the decolorization of methylene blue (MB) aqueous solution under visible-light irradiation (λ > 400 nm), and the as-prepared sample with well-assembled flower-like morphology showed a much higher photocatalytic activity due to larger specific surface area and higher separation efficiency of photo-induced carriers. The relationship between the behavior of photo-induced carriers and photocatalytic activity was studied using the surface photovoltage spectroscopy (SPS) and corresponding phase spectra.     

紫外拉曼光谱研究钇掺杂的氧化锆体系表面相变

本文用紫外拉曼 ,近可见拉曼光谱和XRD检测了不同焙烧温度下Y2 O3-ZrO2 的相变过程。紫外拉曼光谱对样品表面相变极其灵敏 ,而近可见拉曼光谱和XRD提供的主要是体相和表面的混合信息。在紫外拉曼谱图中 ,只观察到单斜相的谱峰 ,没有明显的四方晶相的信号 ,这表明样品的表面主要是单斜晶相。然而 ,XRD和近可见拉曼光谱的结果显示Y2 O3-ZrO2 体相是四方晶相。焙烧温度超过 40 0°时 ,紫外拉曼 ,近可见拉曼和XRD晶之间明显不同的结果表明Y2 O3-ZrO2 在表面区四方相很易转变为单斜相 ,体相中的四方相由于钇的添加而稳定存在。根据紫外拉曼和XRD结果 ,当升高温度时 ,在样品的表面形成一单斜相层 ,体相钇稳定的四方相 ,且由于Y2 O3的存在抑制了单斜相进一步向体相发展。     

Facile in situ hydrothermal synthesis of BiVO4/MWCNT nanocomposites as high performance visible-light driven photocatalysts

Visible-light responsive monoclinic BiVO₄/MWCNT nanocomposites were facilely prepared via an in situ hydrothermal method by using sodium dodecyl sulfonate (SDS) as a guiding surfactant. The as-prepared BiVO₄/MWCNT nanocomposites were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), Raman spectroscopy, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and UV–vis diffuse reflectance spectroscopy. The results showed that the hydrothermal temperature and adding SDS had significant influence on the morphology and size of BiVO₄. The photocatalytic activities of BiVO₄/MWCNT nanocomposites were investigated by degrading methylene blue (MB) under visible-light irradiation. Remarkable enhancement in photodecomposition of MB was observed with BiVO₄/MWCNT composite compared with bare BiVO₄ particles. This improvement of photocatalytic was attributed to the effective charge transfer from BiVO₄ nanocrystals to MWCNT, which promoted the migration efficiency of photogenerated electron–hole. Furthermore, a possible mechanism for the photocatalytic oxidative degradation was also discussed.