基于红外光谱分析研究矿化剂对铝酸钙粉制备的影响

研究了矿化剂对中低品位铝矾土对所制备铝酸钙粉的结构及其光谱性能的影响。以中低品位铝钒土和碳酸钙为主要原料,矿化剂CaF₂为添加剂,三者经充分混合、 高温煅烧和粉磨后,生产出的铝酸钙粉可直接用于制备聚合氯化铝、 聚合硫酸铝、 铝酸钠等水处理剂。通过调整原料中铝矾土和碳酸钙的质量比和矿化剂CaF₂投加量的方法优化铝酸钙粉的制备工艺,采用红外光谱分析对铝酸钙粉和铝矾土进行表征,并对矿化剂的矿化机理进行研究。红外光谱分析结果表明：加入矿化剂CaF₂,可促进铝矾土中硬水铝石、 三水铝石和高岭石的分解转化,使碳酸钙的分解完全,使原料中的铝矾土与碳酸钙进行更加充分的反应,不仅有助于碳酸钙中的Ca与铝矾土中的Si结合,还有助于促进铝矾土中的Si—O,Si—O—Al及Al—Si键的断裂,使铝矾土中的Al充分溶出,从而提高Al₂O₃的溶出率;矿化剂CaF₂的投加量(质量比)为3%时,可有效促进Al₂O₃的溶出;矿化剂CaF₂的投加量为1.5%时,不足以起到充分的矿化作用;中低品位铝矾土较高品位铝矾土更易于烧结制备铝酸钙粉;在1 250 ℃下制备铝酸钙粉的最佳物料配比是：原料中铝矾土与碳酸钙的质量比为1∶0.6,矿化剂CaF₂的投加量为3%。     

一种新型Ca3Mg3Si4O14:Eu2+绿色荧光粉的制备及其性能研究

采用CaCO3,MgO,SiO2,Eu2O3原料,通过高温固相法制备了Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉.通过XRD图谱和PL光谱图,研究了Eu的掺杂浓度与助溶剂(NH4Cl,BaF2)对Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉结构、发光性能和热稳定的影响.XRD图谱对比结果表明,制备的Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉XRD图与理论计算得到的图谱几乎一致.Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉在360～450 nm有很强的激发强度,并且在440 nm激发下发射峰值波长为530 nm的发射光.随着Eu2+离子浓度的增加,发射光谱出现了红移,且在Eu2+离子浓度约为6％时发生了浓度猝灭现象.当添加NH4Cl和BaF2作为助溶剂,Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉的发光强度有一定提高.与未添加助溶剂的Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉的发光强度相比,添加NH4Cl助溶剂后发光强度增加了70％.此外,当温度升高至150 ℃时,Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉和商用绿色荧光粉的发光强度分别降低了7.6％和14％,表明Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉具有良好的热稳定性.这些发光性能均表明Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉是是一种可应用于固态照明的有前景的绿色荧光粉.     

分子动力学模拟不同组分下CaO-Al2O3-SiO2系玻璃微观结构的转变

采用分子动力学模拟的方法研究了CaO-Al₂O₃-SiO₂系玻璃的微观结构，发现Ca/Al=1/2时CaO-Al₂O₃-SiO₂系玻璃(网硅酸盐体系)并不像传统理论认为的那样是一个完整的三维网络，而是存在一定量的非桥氧，从而从理论上进一步证实了Stebins等人的实验结果.同时也发现不同的Ca/Al比对Si和Al键接方式产生重要影响，在Ca/Al>1/2时，Al比Si容易成为网络的中间体，其首先插入网络体中间；在Ca/Al<1/2时，Si比Al容易成为网络中间体.虽然在能量上Al—O—Si占有扰势，但当Ca/Al从大于1/2变化到小于1/2时，仍有部分Al—O—Si转变成Al—O—Al和Si—O—Si，丰富了Al自回避规则的内容. 关键词： 2O₃-SiO₂')" href="#">CaO-Al₂O₃-SiO₂ 玻璃 微观结构 分子动力学     

分子动力学模拟不同组分下CaO-Al2O3-SiO2系玻璃微观结构的转变

采用分子动力学模拟的方法研究了CaO-Al2O3-SiO2系玻璃的微观结构,发现Ca/Al=1/2时CaO-Al2O3-SiO2系玻璃(网硅酸盐体系)并不像传统理论认为的那样是一个完整的三维网络,而是存在一定量的非桥氧,从而从理论上进一步证实了Stebins等人的实验结果.同时也发现不同的Ca/Al比对Si和Al键接方式产生重要影响,在Ca/Al＞1/2时,Al比Si容易成为网络的中间体,其首先插入网络体中间;在Ca/Al＜1/2时,Si比Al容易成为网络中间体.虽然在能量上Al-O-Si占有扰势,但当Ca/Al从大于1/2变化到小于1/2时,仍有部分Al-O-Si转变成Al-O-Al和Si-O-Si,丰富了Al自回避规则的内容.     

粉煤灰地聚合物固封Cr3+的FTIR和XPS研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱分析(XPS)研究了粉煤灰地聚合物固封Cr3 的机理。含Cr的污泥由人工合成,主要成分是Cr(OH)3。浸出试验采用ICP-AES方法,测试了固封Cr3 前后,粉煤灰地聚合物中Al和Si的浸出量;研究结果表明,掺入含Cr的污泥后,粉煤灰地聚合物中Si和Al元素的浸出量较不掺污泥时减少了,且浸出Si元素减少的幅度比浸出Al元素降低的幅度要大。FTIR结果显示,Cr3 的掺入削弱了粉煤灰地聚合物主峰的强度,增加了Si—O—Si和Al—O—Si的振动波数;XPS测试结果表明,O(1s),Si(2p)和Cr(2p)的结合能都有不同程度的改变,而Al(2p)的结合能几乎没有发生变化;结果揭示Cr3 参与了粉煤灰地聚合物中硅酸结构的聚合,粉煤灰地聚合物固封Cr3 ,不仅仅只是物理性的包裹作用,而且主要是化学反应的结果。     

钙基CO2吸收剂的种类和粒径对循环煅烧/碳酸化的影响

在流化床反应器内研究了吸收剂种类(石灰石、白云石)和颗粒粒径(90～200μm和200～450μm)对钙基吸收剂碳酸化特性、煅烧特性以及循环稳定性的影响,并对新型CaO/Ca12Al14O33吸收剂的循环稳定性进行研究.结果表明:钙基吸收剂在流化床内均能有效吸收CO2.在碳酸化阶段,吸收剂种类对吸收剂的吸收特性影响较大,而颗粒粒径对其影响较小;在煅烧阶段,CaCO3分解速率随颗粒粒径的减小而增大.随着循环反应次数的增加,钙基吸收剂反应活性下降,相对于白云石和石灰石,CaO/Ca12Al14O33具有更高的循环稳定性,并在七次循环后活性不再发生变化.对于石灰石吸收剂,循环稳定性随循环次数的变化受粒径影响较小.白云石吸收剂由于在循环中容易破碎,因此粒径对其循环稳定性有一定的影响.     

ICP-OES分析低钙粉煤灰在NaOH溶液中离子浸出规律

低钙粉煤灰潜在的火山灰活性释放缓慢限制了其大规模利用,通过碱激发提高粉煤灰中Si4+,Al3+和Ca2+等离子浸出率对于加快低钙粉煤灰活性释放具有积极作用。采用电感耦合等离子体发射光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和扫描电子显微镜分别测试和分析了5种浓度NaOH溶液对低钙粉煤灰激发过程中Si4+,Al3+和Ca2+的浸出规律、化学基团变化、水化产物生成及微观形貌演化。结果表明：碱激发作用显著提高了低钙粉煤灰中Si4+,Al3+和Ca2+浸出率,三种离子浸出率大小为：Si4+＞Al3+＞Ca2+,其中Si4+和Al3+浸出率随NaOH浓度增加而增加,随浸出时间延长呈对数规律升高;Ca2+由于在NaOH溶液中生成Ca(OH)₂沉淀,其浸出率大小表现为在水中高,在NaOH溶液中低。红外光谱清晰地表征出低钙粉煤灰受碱激发作用后化学基团在指纹区(波数1 300 cm-1以下)的变化,且随碱激发时间的延长和碱浓度的增加变化愈加明显。水化产物和微观形貌的结果显示出粉煤灰颗粒表面受到碱侵蚀发生解聚,在OH-催化下,硅铝单体分子重新排列形成硅酸盐和铝酸盐低聚络合物,通过亲核取代反应形成铝硅酸盐的低聚态溶胶,并进一步与碱金属阳离子通过配位键或静电键的作用缩聚形成水化凝胶类产物。采用ICP-OES测试粉煤灰中离子浸出率可作为评价粉煤灰火山灰活性的一种快速和准确的方法。     

CaO/稻壳灰作为新型CO2吸收剂的循环碳酸化特性

提出了采用CaO与稻壳灰的水合产物作为新型CO2吸收剂.研究表明,当水合时间为8 h、水合温度为75℃和Si/Ca摩尔比为1.0时, CaO/稻壳灰吸收剂能获得最佳循环碳酸化转化率;经过20次循环反应碳酸化转化率可达0.44,比相同反应条件下CaO/H2O吸收剂的转化率提高了42%,是原CaO转化率的2倍.650～700℃时有利于CaO/稻壳灰的碳酸化反应;在高煅烧温度下比CaO/H2O和CaO具有更好的抗烧结能力.     

矿化剂浓度和温度对水热法合成氧化锌晶体形态的影响

采用水热法，通过改变矿化剂浓度和温度合成了具有不同形态的氧化锌晶体。在较低的温度(350℃)，填充度为35％。矿化剂KOH浓度小于2mol／L时，只合成了氧化锌微晶。当矿化剂KOH浓度大于3mol/L时，合成出多种形态氧化锌晶体，大的晶体达到几十到几百微米，小晶体仅几微米。当矿化剂KOH浓度从4mol／L增加到5mol／L时，晶体的大小没有明显改变。在高矿化剂条件下合成的晶体显露完整的晶面结构，主要显露柱面m{1010}、锥面p{1011}、负极面O面{0001}，有时也显露Zn面{0001}。晶体表面出现斑坑，显示出晶体的表面缺陷。在430℃，填充度为35％，矿化剂KOH浓度大于1．5moL／L时。合成了多种形态氧化锌晶体，大晶体有几十到几百微米，小晶体仅几微米。当矿化剂KOH浓度为2mol／L，KBr浓度为lmol/L时，最大晶体的长度达到1mm。矿化剂KOH浓度为4mol/L时，晶体没有增大。粒度较大的氧化锌晶体形状多为六棱锥体，显露柱面m{1010}、锥面p{1011}、负极面O面{0001}。晶体表面光滑，完整性好。质量高于350℃时合成的晶体。     

Ca~(2+)离子替代对Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Dy~(3+)结构和发光性能的影响

采用高温固相反应按化学式Sr4-xCaxAl14O25:Eu2+,Dy3+(x=0,0.8,1.6,2.4,3.2,4)配比原料,合成长余辉发光材料.X射线衍射分析表明当x2.4时,产物物相均为Sr4Al14O25正交结构;当x2.4时,产物物相转变为CaAl4O7单斜结构.对掺Ca量不同,但结构仍保持Sr4Al14O25的样品采用360nm激光照射,发射光谱表明样品发光均由以Eu2+为发光中心的电子4f65d→4f7跃迁所致,并且随着Ca掺入量的增加,样品发射光谱峰位逐渐蓝移.这是由于Ca2+取代Sr2+位置后,导致晶格收缩,影响Eu2+的5d能级劈裂情况,从而影响电子4f65d→4f7跃迁.余辉衰减检测和热释光谱分析发现,不同Ca掺入量的样品余辉衰减快慢不同,是由于其中存在的陷阱能级深度不同,且陷阱能级越深,其余辉时间越长.     

珊瑚水热转换羟基磷灰石中的影响因素

分别在不同的反应温度、不同的pH值、加矿化剂与否的条件下,将滨珊瑚水热转换为珊瑚羟基磷灰石。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）分别对产物和中间产物的物相和微结构进行了分析。发现不同条件下存在有不同的反应路径。考察了反应温度、pH值和矿化剂对珊瑚水热反应的影响。     

Impact of NaF mineralizer on cerium-containing nanoparticles synthesized by hydrothermal process

We report the preparation of cerium-containing nanoparticles by a simple yet efficient hydrothermal synthesis process using cerium resource and NaF mineralizer with no surfactant or template. We demonstrate that morphology and chemistry of the synthesized CeO₂ and CeF₃ nanomaterials can be manipulated via tuning concentration of the mineralizer NaF alone. The synthesis mechanism, chemical evolution, and optical properties of the harvested nanomaterials have also been investigated. The ceria and its hybrid system are found to exhibit an excellent UV-shielding capability, which provides further evidence that the mineralizer NaF is critical for governing the morphology and properties of the cerium-containing nanomaterials. Such a facile method to synthesize the functional nano-crystallites with tunable morphology and chemistry by tailoring the concentration of mineralizer alone should be applicable to other types of nanomaterials and relevant for a wide range of applications.     

Persistent Luminescence of Eu2☎ and Na☎ Doped Alkaline Earth Aluminates

The luminescence and afterglow properties of the Eu^2? and Na^? doped alkaline earth aluminales, stoichiometric and non-stoichiometric (M_x Al₂O₄:Eu^2?, Na^?; M = Ca or Sr, x = 0.97, 1.00 or 1.03, X_Na, = 0.02), were studied. Broad band luminescence and afterglow of the Eu^2? ion were observed in the blue (λ_max = 440nm) and green (λ_max = 520nm) region for the calcium and strontium aluminates, respectively. Both Na^? co-doping and strontium excess quenched the afterglow efficiently. The results supported the mechanism of the persistent luminescence where the cation vacancies act as traps. The results for the calcium aluminates were ambiguous, probably due to the slightly larger ionic radius of the Na^? with respect to that of Ca^2?. The sodium ions may not fit into the calcium sites and thus form (an) independent compound(s).     

真空紫外光激发下掺Pr3+铝酸盐的自陷激子对Pr3+发光的影响

研究了SrAl₁₂O₁₉:Pr³⁺ 和Y₃Al₅O₁₂(YAG):Pr³⁺ 在20K, 77K和300K的真空紫外(VUV)光谱，二者除了表现出Pr³⁺特有的发射性质外，还产生了一种特殊的发射现象，即自陷激子(STE)发射,并且其随着稀土离子浓度和温度的降低而增强. 还着重讨论了自陷激子对Pr³⁺发光的影响. 关键词： 自陷激子 真空紫外 3+')" href="#">Pr³⁺ 本征激发     

硼酸掺量对SrAl2O4长余辉发光材料的发光性能影响

用燃烧法制备了Eu2 ,Dy3 共掺杂SrAl2O4长余辉发光材料,研究了不同硼酸掺量对Eu2 ,Dy3 共掺杂SrAl2O4长余辉发光材料发光性能的影响。为了分析B2O3在材料制备中的作用,用XRD对所合成材料进行物相分析,用荧光光谱仪记录其发射光谱,并在暗室里拍摄紫外激发下的发光照片。结果表明:硼酸掺量为0.8的样品的发光光谱,其发射峰峰值位于518 nm,是典型的Eu2 的4f5d→4f的特征发射,为一宽谱带发光光谱。硼酸掺量为2的样品的发光光谱,其在518 nm位置的峰十分弱,而在487 nm处同时出现了一个弱峰,整个谱线呈一斜坡状。随着硼酸加入量的不同,Eu2 ,Dy3 共掺杂铝酸锶的发光效果、形貌特征均不同。在某一范围内,随着硼酸添加量的增加,合成了发光主晶相,烧结温度有所降低,材料的发光性能和发光亮度均有所提高。     

Carbon dioxide adsorption studies on delafossite CuFeO2 hydrothermally synthesized

Delafossite CuFeO₂ oxide was synthesized by a hydrothermal technique using Cu₂O and FeOOH as precursors with the addition of fused NaOH as mineralizer. The amount of rhombohedral and hexagonal delafossite phase formed depends on the synthesis time lapses between 2 and 5 days and on the NaOH concentration. The compounds obtained were analyzed with Raman Spectroscopy, X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) in order to obtain their morphological and structural properties. Optical behavior was studied by UV–vis Spectroscopy and gas adsorption measured with a Quartz-Crystal Microbalance (QCM). Our results show that this type of hydrothermal synthesis is capable of recreating the delafossite-type structure of copper-iron oxide and produces a high yield of material with the right stoichiometry. The highest uptake of carbon dioxide is observed on the sample with the highest ratio between rhombohedral and hexagonal delafossite phase.     

Effect of phonon decay processes on the formation of a phonon nonequilibrium signal in crystals with two two-level subsystems

The effect of phonon decay on the characteristic propagation time and shape of a phonon nonequilibrium signal in disordered crystals, including crystals containing inelastic phonon scattering centers, is studied theoretically. Attention is focused on slow processes, which are typical of yttrium-aluminum garnet solid solutions and erbium-doped aluminates. It is shown that the temperature dependence of the arrival time of a phonon nonequilibrium signal in these systems can be governed, to a considerable extent, by phonon-phonon interactions. The results of the theoretical studies are compared with experimental data on the propagation of weakly nonequilibrium thermal phonons in solid solutions of rare-earth yttrium-aluminum garnets and aluminates.     

Intense blue-emitting Ca5Al8O14: Eu phosphor for mercury free lamp

The calcium aluminates doped with Eu ions, Ca₅Al₈O₁₄: Eu, phosphors are prepared by the combustion method. The formation of crystalline aluminates was confirmed by X-ray diffraction pattern. The prepared phosphors were characterized by SEM, TGA, DTA, particle size analyzer and Photoluminescence (PL) techniques. From the UV-excited luminescence spectra it was found that the Eu ions acts as a luminescent centre with luminescence at the blue (λ _max = 470 nm) region due to 4f ⁶5d ¹ → 4f ⁷ transition. The excitation spectra show the broad band at 355 nm wavelength (λ _em = 470 nm). The excitation 355 nm is a mercury free excitation and therefore Ca₅Al₈O₁₄: Eu may be useful for the solid state lighting phosphor in lamp industry.      

Ce-EU-1分子筛的合成和表征

采用水热法,以溴化六甲双铵（HMBr2）为模板剂,硅溶胶、偏铝酸钠为硅铝源,以六水硝酸铈为铈源合成了稀土Ce-EU-1分子筛,并通过XRD、FTIR、紫外-可见漫反射光谱、热重分析（TG-DTG）和氮气吸附-脱附等测试手段对合成样品的孔道结构、物化性能及Ce的存在状态进行了表征。XRD结果表明,合成样品不仅具有很高的纯度和结晶度,为典型的立方有序排列的EU-1结构,而且部分Ce已取代Si或Al进入微孔分子筛的骨架。样品的FTIR图谱在980cm-1附近有明显的Si—O—Ce特征吸收峰,证明Ce存在于分子筛的骨架中。紫外-可见漫反射图谱显示,在253nm附近出现O—Ce之间的电子跃迁特征峰,进一步证明了Ce进入了分子筛骨架。氮气吸附-脱附结果表明了Ce的掺入对分子筛的物化性能和孔道结构产生了影响。同时考察了镧系其他金属离子（Ln：La、Nd、Sm和Gd）对EU-1分子筛的影响,发现随着镧系离子半径的减小,Ln-EU-1分子筛的相对结晶度逐渐降低,晶胞体积减小。