沉淀过程pH值对铈锆复合氧化物结构与性能的影响

采用加热回流老化技术制备了系列组成为0.6CeO2-0.4ZrO2的铈锆复合氧化物,通过N2物理吸附、Raman光谱、UV-Vis漫反射光谱等方法对沉淀过程pH值对铈锆复合氧化物结构及储氧性能的影响进行了研究.结果表明,沉淀过程pH值不同,将导致铈锆复合氧化物的组成产生波动,进而影响样品的晶相组成、缺陷性质、结晶程度和孔结构性质.控制沉淀pH值为10.5～11.0,可消除Si的影响,改善铈锆复合氧化物的孔结构,提高相均匀性,提高缺陷浓度,降低结晶度,从而可提高样品的储氧性能.     

烧绿石型富氧相Ce_2Zr_2O_8与缺氧相Nd_2Zr_2O_7的振动光谱及XPS对比研究

采用石墨还原法成功制备了富氧相Ce2Zr2O8,选用缺氧相Nd2Zr2O7替代其前驱体CeZrO3.5+δ进行结构对比分析,利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(IR)及X射线光电子能谱(XPS)对样品体、表晶体结构进行表征。XRD结果表明,Ce2Zr2O8相具有典型烧绿石结构特征,表征Ce/Zr阳离子有序排列的超结构峰非常明显,但其Zr—O配位体由前驱体中的[ZrO6]八面体转变为[ZrO8]立方体,[ZrO8]配位体形成大大降低了Ce2Zr2O8的结构稳定性。Raman和IR结果表明,Ce2Zr2O8相的振动光谱谱带比其前驱体替代物Nd2Zr2O7显著增多,说明氧离子的富集导致Ce2Zr2O8相中某些振动简并峰消除简并,该结果进一步证实了其结构对称性较前驱体更低。XPS结果表明,Ce2Zr2O8相表面Ce(Ⅳ)特征峰(916.3eV)非常明显,没有Ce(Ⅲ)特征峰(885eV)出现,说明该相前驱体中的Ce3+已被完全氧化成Ce4+;Ce2Zr2O8相中Zr(3d)结合能与萤石相Gd1.2U0.8Zr2O7+y接近证实其表面形成了与体相一致的[ZrO8]配体;O(1s)低位结合能升高表明Ce2Zr2O8体相氧种介于晶格氧和吸附氧之间,高位氧峰出现说明其表面含有吸附氧,吸附氧与Ce2Zr2O8体相结合强度介于CeO2和Nd2Zr2O7之间。     

Cu在Zr掺杂CeO_2(111)表面吸附特性的第一性原理研究北大核心CSCD

采用第一原理计算方法,计算并分析了Cu在Zr掺杂的CeO2(111)表面吸附的吸附能及所形成的Cu/Ce0.75Zr0.25O2(111)界面体系的吸附结构和电子结构.结果表明:1)Cu在Ce0.75Zr0.25O2(111)表面上邻近Zr原子的次层O的顶位吸附最强;2)Zr的掺杂增强了Cu与CeO2衬底的作用;3)Cu的吸附在Ce0.75Zr0.25O2(111)表面的O2p-Ce4f态之间引入了新的间隙态,这些间隙态主要来自于Cu3d与衬底O2p的杂化作用,这是Cu与Ce0.75Zr0.25O2有较强作用的主要原因;4)吸附的Cu被Ce0.75Zr0.25O2氧化为Cuδ+,并伴随着表面Ce4+→Ce3+的转化,该反应可以总结为:Cu/Ce4+→Cuδ+/Ce3+.     

Cu在Zr掺杂CeO2(111)面吸附特性的第一性原理研究

采用基于广义梯度近似的投影缀加平面波方法和具有三维周期性边界条件的超晶胞结构模型,用第一原理计算方法,计算并分析了Cu在Zr掺杂的CeO2(111)面吸附所形成的Cu/ Ce0.75Zr0.25O2(111)界面体系的吸附能、吸附结构和电子结构。结果表明：（1）Cu在Ce0.75Zr0.25O2(111)面上次层O的顶位,且邻近Zr原子的吸附位置的吸附能最大,吸附最强;（2）Zr的掺杂增强了Cu与CeO2衬底的作用;（3）Cu的吸附,在CZ(111)面的O2p-Ce4f态之间引入了新的间隙态,这些间隙态主要来自于Cu3d与衬底O2p的杂化作用,这是Cu与CeO2/ZrO2有较强作用的主要原因;（4）吸附的Cu被Ce0.75Zr0.25O2氧化为Cuδ+,并伴随着表面Ce4+ → Ce3+的转化,该反应可以总结为：Cu/Ce4+→ Cu δ+/Ce3+。     

Ru1222体系的红外吸收光谱研究

我们详细研究了Ru1-xSbxSr2Gd1.4Ce0.6Cu2O10-δ(Ru1222Gd)和RuSr2Sm2-yCeyCu2O10-δ(Ru1222Sm)系列样品的红外吸收光谱.实验结果表明,样品在680 cm-1,600 cm-1,530 cm-1,400,380cm-1附近分别出现典型的红外吸收峰.通过与类似结构的高温超导体进行比较,对吸收峰进行了指认和分析.同时,我们还分析讨论了体系的晶格结构、声子振动和输运性质的相互关系.研究结果表明,Sb掺杂和Ce含量的变化对平面氧O(3)沿a轴的伸缩振动和顶点氧0(2)沿z轴的伸缩振动有着不同的影响.     

Pb(Zr_(0.4)Ti_(0.6))O_3电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法计算了Pb(Zr0.4Ti0.6)O3五层超晶胞的顺电相和铁电相的电子结构.由态密度、电子密度和能带结构的计算结果发现顺电相下钛氧八面体Ti-O6和锆氧八面体Zr-O6在铁电相中分裂为由1个O1离子和4个O2离子组成的金字塔结构Ti-O5和Zr-O5;与顺电相相比,铁电相中钛离子的3d电子和氧离子的2p电子存在更强的轨道杂化,这种杂化降低了离子间的短程排斥力,使得具有铁电性的四方结构更为稳定,而且钛离子与氧离子的相互作用对于铁电相Pb(Zr0.4Ti0.6)O3沿c轴自发极化的贡献大于锆离子与氧离子的相互作用;由电子密度的分布可推断立方结构的Pb-O键呈现离子键特征,而铁电相下Pb-O键则有较大的共价成分,铅离子与氧离子的这种轨道杂化对Pb(Zr0.4Ti0.6)O3的铁电性起重要作用.所得结果对深入理解Pb(Zr0.4Ti0.6)O3铁电性的微观机理具有参考价值.     

CO选择性氧化用Cu_1Zr_1Ce_9O_δ催化剂的红外光谱研究

采用共沉淀法制备了Cu1Zr1Ce9Oδ催化剂,用于富氢气体中CO的选择性氧化反应,利用原位漫反射红外光谱技术考察了Cu1Zr1Ce9Oδ催化剂表面上的吸附物种和反应中间产物。研究发现,H2,O2和CO物种竞争吸附于Cu1Zr1Ce9Oδ表面相同的吸附位上。氢气预处理会引起Cu1Zr1Ce9Oδ催化剂上Cu+物种的深度还原,降低了CO的吸附量。氧气预处理为催化剂提供了较多的活性氧物种,同时抑制了Cu+物种的深度还原。氦气预处理仅起到净化催化剂表面的作用。180℃时Cu1Zr1Ce9Oδ催化剂在2938.7和2843.8cm-1处出现桥式和双齿型甲酸根物种的红外吸收峰。Cu1Zr1Ce9Oδ催化剂上活性较高的氧阴离子在常温下即可将催化剂表面上吸附的CO氧化成表面碳酸根。甲酸根和碳酸根物种占据Cu1Zr1Ce9Oδ催化剂的吸附中心,导致催化剂活性降低。300℃下用氦气吹扫Cu1Zr1Ce9Oδ催化剂表面,双齿型的甲酸根物种分解生成碳酸根物种,碳酸根物种再继续分解生成CO2,释放出催化剂表面的吸附位,恢复了Cu1Zr1Ce9Oδ催化剂的活性。     

掺铈YVO4晶体的发光特性及铈离子的价态分析

采用中频感应单晶炉和提拉法生长了高质量的掺Ce的YVO4晶体，并采用了两种不同的方式进行掺杂，即分别在YVO4晶体掺入了Ce2（CO3）3和CeO2，两种不同方式的掺杂浓度均为2at％．使用XRD测试了这两种晶体的物相，发现样品主要以YVO4相存在．吸收谱、荧光光谱和激发光谱的测试发现，这两种不同掺杂方式所得到的样品具有相似的光谱特性，即使用325nm的紫外线激发时，两种样品均可发出以44Onm为中心的宽带蓝光，这是来自Ce3＋离子的5d→4f的特征发射；而在46Onm的激发下，两种样品又均可发出以620nm为中心的宽带红光．通过X射线光电子能谱（XPS）对样品中的各个元素进行的测试分析，发现氧元素的1s峰分裂为529．8eV和531．8eV,这说明晶体中存在两种配位氧离子，一种是正常配位的氧离子（O2-），另一种是带空穴的配位氧离子（O-）．由ce的XPS测试结果中展现的5个5d峰推断，样品中的铈是以Ce3＋和Ce4＋两种形式共存，这种共存与两种配位氧离子的存在密切相关．我们认为，Ce：YVO4晶体的宽带红光发射来自Ce4＋-O2-的电荷迁移发光，并且它有可能因此而成为一种新型的用于白光LED的红色荧光粉．     

Ba2MgSi2O7:RE荧光粉发光性能的研究

采用高温固相法合成了Ba2MgSi2O7:RE(RE=Eu2 ,Ce3 ,Tb3 )系列荧光粉,研究了其结构和光谱特性.样品的XRD衍射图表明稀土离子的掺入没有引起基质晶格结构的变化.样品Ba2MgSi2O7:Ce3 在紫外光激发下呈蓝紫色发射,而样品Ba2MgSi2O7:Eu2 在紫外光激发下呈绿色发射.对样品Ba2MgSi2O7:Eu2 的光谱分析表明Eu2 在焦硅酸钡体系中可能占据两个不同格位.此外还分析了Ce3 ,Eu2 和Ce3 ,Tb3 共激活焦硅酸钡盐在紫外光激发下的光谱特性,并对其中存在的能量传递机理进行了讨论.     

三氧化二铝含量对Ni／Zr0.4Ce0.6O2—Al2O3催化剂的CH4—CO2重整反应性能影响

采用水热合成法．制备了不同Al2O3含量的Ni／Zr0.4Ce0.6O2-Al2O3催化剂。采用X-射线衍射(XRD)和扩展X光吸收精细结构(EXAFS),对催化剂样品进行结构表征;考察了Al2O3的加入对催化剂结构和CH4-CO2重整反应活性的影响。结构表征和活性测试表明,催化剂中存在的主要晶相是Zr0.4Ce0.6O2.Al2O3的加入,使催化剂颗粒度变小,镍的分散度提高。并使反应活性有明显改进,而过量Al2O3的加入,却容易导致积炭．     

X-ray photoelectron spectroscopy study of disordering in Gd2(Ti1-xZrx)2O7 pyrochlores

The dramatic increases in ionic conductivity in Gd2(Ti1-xZrx)2O7 solid solution are related to disordering on the cation and anion lattices. Disordering in Gd2(Ti1-xZrx)2O7 was characterized using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). As Zr substitutes for Ti in Gd2Ti2O7 to form Gd2(Ti1-xZrx)2O7 (0.25 < x < or =0.75), the corresponding O 1s XPS spectrum merges into a single symmetric peak. This confirms that the cation antisite disorder occurs simultaneously with anion disorder. Furthermore, the O 1s XPS spectrum of Gd2Zr2O7 experimentally suggests the formation of a split vacancy.     

快速烧结合成Zr1-xMxW2O8(M=Hf,Sn,Y)固溶体的Raman光谱研究

首次采用快速烧结合成技术制备了Zr1-xMxW2O8 (M=Hf,Sn,Y)系列固溶体.制备的合适条件为:温度1523～1553 K,时间30 min～1 h,同传统固相反应烧结相比,该方法合成时间和能耗显著降低.XRD和Raman光谱分析表明,Zr1-xMxW2O8 (M=Hf,Sn,Y)固溶体具有α-ZrW2O8的...     

The Synthesis of Ce<Subscript>1 – <Emphasis Type="Italic">x</Emphasis></Subscript>Zr<Subscript><Emphasis Type="Italic">x</Emphasis></Subscript>O<Subscript>2</Subscript> Oxides in Supercritical Alcohols and Catalysts for Carbon Dioxide Reforming of Methane on Their Basis

The effect of the features of starting zirconium compounds on the solvothermal synthesis of mixed Ce–Zr oxides in a flow reactor using ethanol and isopropanol as a supercritical medium was studied. The phase composition and structural properties of the synthesized samples were investigated using X-ray diffraction analysis (XRD) and Raman spectroscopy. The morphology and textural properties were studied by transmission electron microscopy (TEM) and thermal desorption of nitrogen. It was found that the use of zirconium oxychloride or acetate as the starting substances results in the formation of a mixture of phases enriched with cerium or zirconium, whereas the use of zirconium butoxide with acetylacetone as a complexing agent allows obtaining a homogeneous solid solution. The catalytic properties of the synthesized oxides with supported Ni were tested in methane dry reforming (MDR). The catalyst containing a single-phase oxide synthesized in the presence of acetylacetone exhibited much higher activity, selectivity and coking stability.     

Temperature-dependent structures of proton-conducting Ba(Zr(0.8-x)Ce(x)Y(0.2))O(2.9) ceramics by Raman scattering and x-ray diffraction

In situ temperature-dependent micro-Raman scattering and x-ray diffraction have been performed to study atomic vibration, lattice parameter and structural transition of proton-conducting Ba(Zr(0.8-x)Ce(x)Y(0.2))O(2.9) (BZCY) ceramics (x = 0.0-0.8) synthesized by the glycine-nitrate combustion process. The Raman vibrations have been identified and their frequencies increase with decreasing x as the heavier Ce(4+) ions are replaced by Zr(4+) ions. The main Raman vibrations of Ba(Ce(0.8)Y (0.2))O(2.9) appear near 305, 332, 352, 440 and 635 cm(-1). The X-O ( X=Ce, Zr, Y) stretching modes are sensitive to the variation of Ce/Zr ratio. A rhombohedral-cubic structural transition was observed for x = 0.5-0.8, in which the transition shifts toward higher temperature as cerium increases, except for Ba(Ce(0.8)Y(0.2))O(2.9). A minor monoclinic phase possibly coexists in the rhombohedral matrix for x = 0.5-0.8. The lower-cerium BZCYs (x = 0.0-0.4) ceramics do not exhibit any transition in the region of 20-900?°C, indicating a cubic phase at and above room temperature.     

Ti1-xCexO2体系纳米粉体的制备及其结构表征

 采用溶胶凝胶法制备了纳米Ti_1-xCe_xO₂系列样品。利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨电子显微镜（HRTEM）对纳米Ti_1-xCe_xO₂系列样品颗粒尺寸、形貌以及固溶区范围和物相组成进行了研究；同时，采用Rietveld结构精修的方法研究了Ce的不同掺杂量对TiO₂晶体结构的影响。实验结果表明，Ce掺杂TiO₂能够形成Ti_1-xCe_xO₂固溶体，Ti_1-xCe_xO₂的固溶区范围在x=0～0.06之间，Ti_1-xCe_xO₂的晶粒度为5～10 nm，平均颗粒粒度约35 nm，且粒度均匀。     

高温快速固相烧结合成Zr1-xHfxW2O8的Raman光谱研究

首次采用高温快速固相烧结的方法合成了Zr1-x Hfx W2O8(x=0, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 1)固溶体。合适的合成条件为: 温度1573~1693 K, 时间10 min~1 h, 该方法使合成时间和能耗比传统固相反应烧结显著降低。Zr1-x Hfx W2O8的晶胞参数与晶胞体积随Hf4+含量的增加而减小。合成的样品晶粒尺寸比常规固相烧结合成样品的颗粒尺寸较小, 颗粒大小在1～10 μm之间。拉曼光谱分析表明, Zr1-xHfxW2O8(0相似文献   

CaAl_2Si_2O_8∶Eu,Ce,Tb单基三元掺杂荧光材料的制备及其光谱学特征研究

采用高温固相法制备了CaAl_2Si_2O_8∶Eu,Ce,Tb单基三元掺杂的荧光材料。使用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和荧光分光光度计(PL)等测试手段对该荧光材料进行表征。采用XRD表征了样品的物相组成,测试结果表明稀土离子Eu~(2+)置换Ca~(2+)并没有引起CaAl_2Si_2O_8基质晶格结构的变化。拉曼光谱分析证实了样品中硅氧四面体和铝氧四面体的存在,表明了Eu~(2+)替代Ca~(2+)的数量与晶体形态畸变程度有关,Eu~(2+)进入基质晶格的数量影响着硅(铝)氧四面体的数量。PL测试结果表明样品在325nm光激发下,其发射峰主要表现为426nm(蓝光区)的强宽带发射峰和541nm(绿光区)的弱发射峰,其中426nm处的宽带发射峰可通过高斯拟合成三个位于393,419和474nm的拟合峰;对比分析荧光性能以及同等合成条件下样品荧光强度的不同,确定了该荧光材料在三掺Eu∶Ce∶Tb的摩尔比为1∶1∶1.5时所发射荧光最强。CIE色度图坐标显示三种掺杂比例下制备的荧光材料均发射蓝色荧光,光显色性好,色温低,是一种适合作为紫外-近紫外激发的LED用蓝色荧光材料。     

固态电解质锂镧锆氧(Li_7La_3Zr_2O_(12))制备及第一性原理研究

固态电解质(SSE)是锂离子电池(LIB)的关键材料.Li_7La_3Zr_2O_(12)(LLZO)固体电解质是全固态锂离子电池开发中的关键部分.采用高温固相法制备了不同烧结温度后的四方Li_7La_3Zr_2O_(12)(t-LLZO)和立方Li_7La_3Zr_2O_(12)(c-LLZO),分析了两种样品的结构性能.800℃下烧结12小时的t-LLZO呈四方相,晶格尺寸为a=b=13.13064?,c=12.66024?,离子电导率为3.42×10~(-8)S·cm~(-1);1000℃下烧结12小时的c-LLZO呈立方相,晶格尺寸为a=b=c=13.03544?,离子电导率为8.48×10~(-5)S·cm~(-1).另基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算了四方相和立方相的LLZO固体电解质材料的能带结构、晶格参数、态密度和键布居.通过理论计算解释了四方相LLZO离子电导率低于立方相LLZO的原因.     

Leed crystallographic investigations of the surface structure designated Zr(0 0 0 1)-(2 x 2)-O

Initial crystallographic investigations have been made with low-energy electron diffraction for the (2 x 2) structure obtained by adsorbing oxygen on the (0 0 0 1) surface of zirconium. Intensity vs energy curves were measured for six diffracted beams at normal incidence, and levels of correspondence with calculated curves for models in which O atoms occupy octahedral holes between close-packed Zr layers were assessed with the reliability index proposed by Pendry. This analysis suggests that O atoms incorporate into the zirconium structure, and that the metal atoms pack as the f.c.c. structure for the region probed by LEED.     

Ce1-xErxO2-δ的溶胶-凝胶法合成及其性质

采用溶胶-凝胶法合成Ce1-xExO2-δ(x=0.00～0.30)系列固体电解质,系统地研究了其晶体结构和导电性.X-射线衍射(XRD)结果表明:所有Ce1-xErxO2-δ粉体经800℃焙烧2 h后,均结晶为立方萤石结构,其平均晶粒尺寸为32～43nm,晶胞参数与掺杂量的非线性关系与掺杂离子半径、氧空位及缺位缔合有...