表面修饰对α-Fe2O3超微粒光谱特性的影响

本文用超声分散的方法将α Fe2 O3 超微粒分散于硬脂酸 /正己烷 /氯仿溶液中 ,使α Fe2 O3 超微粒被硬脂酸表面修饰。α Fe2 O3 超微粒被表面修饰后 ,紫外 可见光的吸收边从 392nm移动到 896nm ;红外光谱中的Fe—O键振动峰出现了“红移”现象 ,分别从 52 4 36cm- 1 移动到 52 1 33cm- 1 和从 446 37cm- 1 移动到 443 34cm- 1 ,表面修饰后 ,α Fe2 O3 超微粒X 射线衍射的相对强度明显增大 ,衍射峰位置向衍射角减小的方向移动。     

酞菁铜掺杂TiO2微腔的光谱特性和精细结构

化学方法合成了酞菁铜(CuPc)掺杂TiO2微腔,用傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱研究了其的光谱特性,用X射线吸收精细结构(XAFS)谱分析了其的精细结构.结果显示,TiO2微腔被CuPc掺杂后,CuPc和TiO2之间发生了相互作用,使红外光谱出现了900.76 cm-1的振动吸收峰;同时,在3 392.75 cm-1的OH振动和2 848.83 cm-1的CH振动发生了"红移";酞菁大环平面的C-C或C-N振动、苯环上C-H面内和C-N面外的弯曲振动也有一定的峰位移动和强度变化.在拉曼光谱图上,CuPc掺杂TiO2微腔中出现的403.4,592.1和679.1 cm-1的TiO2的特征振动峰,但它们发生了波数移动,而在1 586.8和1 525.6cm-1出现的振动峰说明CuPc和TiO2形成了复合体,这些变化与酞菁铜的大环分子结构的平面取向有关.在XAFS上,CuPc掺杂TiO2微腔中的Ti呈现四面体TiO4的结构形式,TiO2的内层的中间距离和表面结构发生了变化.     

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.     

Cu/SnO2-TiO2催化剂的结构、光吸收性能和催化反应性能

用溶胶-凝胶法制得复合半导体SnO2-TiO2,用等体积浸渍法制得Cu/SnO2-TiO2光催化剂.利用X射线衍射、拉曼光谱、程序升温还原、红外光谱、透射电镜、紫外-可见漫反射光谱和光反应器等技术研究了Cu/SnO2-TiO2的物相结构、微粒尺寸、吸光性能和光催化反应性能.结果表明,质量分数为10%的SnO2单分子层分散在TiO2表面,固体材料平均粒径为22nm;SnO2的引入使TiO2吸收限发生明显蓝移,SnO2负载量超过单分子层分散(大于10%),有晶相SnO2生成,光吸收性能下降;Ti-O-Sn键的形成加强了半导体之间的相互作用,有利于光生载流子在半导体间的输送;负载金属Cu使复合半导体可见光部分的吸收明显增加,拓宽了催化剂的光响应范围;不同Sn担载量的光催化剂光吸收性能与量子产率有良好的对应关系,担载10%SnO2光催化剂光吸收性能和催化活性优于其它含量的催化剂,其光量子效率达到13.9%.     

(Fe,N)共掺杂TiO2红外光谱的电负性原理研究

采用电负性原理,构建合理的红外光谱模型,对TiO2红外光谱的振动频率与元素电负性之间的各种经验关系进行探究.采用溶胶-凝胶法制备(Fe,N)共掺杂TiO2,利用X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)对样品的物相和红外光谱进行了表征.XRD物相分析表明当煅烧温度为600 ℃时,TiO2样品中的无定形结构己基本转化为锐钛矿型结构.随着煅烧温度升高,TiO2的X射线衍射峰逐渐由宽变窄,衍射强度由弱变强.当煅烧温度为700 ℃时,锐钛矿型的衍射峰基本消失,取而代之的是金红石相的衍射峰,但TiO2的主晶相并没有发生改变.红外光谱分析表明(Fe,N)共掺杂TiO2在650~500 cm-1区间有一个较宽的吸收峰.电负性模拟计算了(Fe,N)共掺杂TiO2红外光谱的伸缩振动频率,获得了Fe、N掺杂的位置、分子结构和键价特征:首先计算出约化质量μ,然后按照经典力学伸缩力常数k与频率V之间满足的关系,结合力常数与电负性关系、键级的计算方法,计算了基本单元都是氧八面体的掺杂金红石、锐钛矿TiO2的分子振动频率.结果表明:通过电负性理论计算的(Fe,N)共掺杂的TiO2的红外光谱与实验测量的红外光谱的伸缩振动频率比较吻合.     

臭氧在SnO2表面吸附的红外光谱研究

以SnO2催化臭氧化降解高浓度糖蜜酒精废水为探针反应,研究SnO2催化臭氧化降解糖蜜酒精废水的活性,并采用红外光谱研究臭氧在SnO2及金属氧化物改性的SnO2催化剂表面的吸附行为。结果表明:由纯氧源制得的O3在SnO2表面吸附的红外光谱上的1 027和1 055 cm-1及2 099和2 122 cm-1处存在两处明显的吸收双峰,而空气制备的O3在SnO2表面与CO及CO2等存在竞争吸附,使得O3的吸附减少,催化臭氧化降解糖蜜废水的降解率下降。催化剂助剂对SnO2催化臭氧化降解糖蜜酒精废水有较大的影响。采用Fe2O3,NiO,CuO,ZnO,MgO,SrO及BaO等金属氧化物为助剂改性的SnO2在2 236和2 213 cm-1,1628和1 599 cm-1出现强度相似的吸收峰,但是几种催化剂对CO2和CO的吸附差别较大,过渡金属改性的SnO2在1 580~1 070 cm-1处出现较宽的吸收峰,碱土金属氧化物改性的SnO2催化剂在1 580~1 070 cm-1之间,出现了1 298和1 274 cm-1两个新的峰,从而引起了不同助剂催化臭氧化的活性差别,碱土金属改性的SnO2对糖蜜酒精废水的催化臭氧化脱色效果明显优于过渡金属改性的SnO2,其中BaO改性的SnO2催化剂的活性最好。     

CO2和C2H4光催化合成丙烯酸的Cu/ZnO-TiO2催化剂

采用溶胶凝胶法制备了金属负载的复合型固体材料Cu/ZnO TiO2,并用X射线衍射、透射电子显微术、BET比表面测试、红外吸收光谱、紫外可见漫反射光谱以及光催化反应等实验技术对固体材料的表面结构、光响应性能、化学吸附性能以及光反应性能进行了表征和评价.实验结果表明,制得的固体材料粒径约为10nm,晶体结构以锐钛矿型TiO2 为主; ZnO和TiO2 复合后部分地形成了Zn-O-Ti键联,提高了对250~400nm光的吸收强度;金属Cu的负载扩展了材料在可见光范围的吸收,且使其紫外吸收限发生蓝移;反应物在固体材料表面的吸附态是影响光反应结果的主要因素; CO2 卧式吸附态和C2H4 非解离双点吸附态是光合成丙烯酸的有效吸附态,100℃以下合成丙烯酸的选择性大于87%.     

原位漫反射红外光谱表征钛硅分子筛TS-1催化苯乙烯氧化反应

采用高温漫反射红外光谱考察了钛硅分子筛TS-1的稳定性,发现960 cm-1吸收峰在673 K时没有变化,表明所表征的骨架钛具有一定的高温稳定性,而表征分子筛骨架振动的两个吸收峰在673 K下向低波数位移了约13 cm-1。探讨了H₂O₂吸附对TS-1分子筛骨架钛的影响,发现960 cm-1处的吸收峰在吸附H₂O₂后强度减弱,并且向高波数位移了11 cm-1;抽真空或加热,吸收峰又复原,表明骨架钛可能存在TiO结构,H₂O₂与分子筛中的TiO作用,使相应的960 cm-1吸收峰向高波数位移。原位漫反射红外光谱考察了TS-1催化苯乙烯氧化反应,谱图分析表明,苯甲醛是主要产物,TS-1催化氧化的关键是H₂O₂吸附在TS-1的骨架钛上形成活性中心。     

纳米MgO微晶的微观特性实验探究

通过X射线衍射分析和红外吸收特性测试,获得了MgO样品的微结构参数,发现其主特征峰位于416cm-1处;并根据衍射峰峰宽和谱线展宽公式计算出样品的平均晶粒度.     

Au/SiO2纳米复合型材料的光吸收性质

在室温下用离子束溅射沉积工艺在石英基材上生成Au-SiO2复合薄膜。把生成薄膜从500~900℃(分别保温5 min)分五个不同温度进行退火处理。用X光衍射方法(XRD)对薄膜结构进行了测试,得到Au-SiO2纳米复合薄膜未退火(as-dep)和退火后的X射线衍射谱;透射电子显微镜(TEM)观察了经过700℃退火处理复合薄膜中Au粒子在薄膜中分布状态和颗粒大小。用分光计测试薄膜光吸收特性,吸收光谱范围为190~1000 nm,发现退火温度从500~700℃,光谱吸收峰有明显红移存在,而在更高温度吸收峰的位置和强度几乎都不变。这与X射线衍射检测吻合。并用德鲁特(Drude)模型给于理论解释。     

以Eu_2(CA)_3(phen)_2为掺杂剂的Eu~(3+)/TiO_2纳米粉体的制备及其谱学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了分别以Eu(NO3)3和Eu2(CA)3(phen)2(CA:樟脑酸;phen:1,10-菲咯啉)为前驱体,掺杂量为1%(原子摩尔比)的Eu3+/TiO2纳米粉体,通过差热-热重(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱等分析手段,对样品的结构和谱学性能进行了对比研究。研究表明,稀土Eu3+以有机配合物Eu2(CA)3(phen)2为前躯体掺杂时,能更有效抑制TiO2纳米粉体的颗粒度增长和晶相转变温度;且UV-Vis吸收峰有一定的红移现象。2种样品中均产生了Eu3+578nm(5D0→7F0),590nm(5D0→7F1)和612nm(5D0→7F2)处的特征发射光谱峰,612nm处最强发射峰为Eu3+特征红色发射峰。当稀土Eu3+含量相同时,以有机配合物Eu2(CA)3(phen)2为前躯体制备的纳米粉体发光强度更大。     

Ag负载WO3/TiO2光催化剂的合成及其催化性能

以钛酸丁酯、无水乙醇、钨酸铵为原料,采用溶胶-凝胶法合成了WO3/TiO2复合光催化剂;采用光还原技术制备了Ag负载WO3/TiO2光催化剂,借助X射线粉末衍射(XRD)和UV-Vis光谱等技术对样品的组成和光吸收性能进行了表征,并以罗丹明B为模型污染物考察样品的光催化活性。XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿型纳米TiO2,且与WO3复合后,纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;UV-Vis光谱分析表明,载银使得催化剂在400—700nm的可见光区域对光响应,且在紫外光区吸收显著增强,对光具有更高的利用率;以罗丹明B为降解物的光催化实验表明,WO3复合对纳米TiO2光催化活性有显著的影响,而载Ag后其光催化活性进一步提高,将该光催化剂用于炼油厂废水的处理,效果较好。     

Ybx:KY1-x(WO4)2晶体生长及振动光谱研究

采用TSSG法生长出Ybx:KY1-xW(x=0.05)和KYbW晶体,并对两者的结构和光谱性能进行了比较。工艺参数为,转速10～15r.min-1,拉速1～2mm.d-1,生长周期10～15d,降温生长速率0.05～0.1℃.h-1,降温速率20℃.h-1。XRD分析表明两者均为低温相的β-KYW结构,两种晶体的晶格常数分别为a1=1.063nm,b1=1.034nm,c1=0.755nm,β1=130.75°,Z1=4和a2=1.061nm,b2=1.029nm,c2=0.749nm,β2=130.65°,Z2=4。测试了红外及拉曼光谱,Ybx:KY1-xW(x=0.05)样品在925,891,840,777,749cm-1具有较强的红外吸收峰,是由WO4原子基团伸缩振动引起的;KYbW样品在484和437cm-1处具有较强的红外吸收峰,反映了WO4原子基团的弯曲振动。分析了晶体的振动模式,认为两种晶体有较强的拉曼活性,钨氧双桥键WOOW和单桥键WOW基团的振动在200～1000cm-1范围内,对峰值与相应的振动进行了指认。     

聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔/TiO2纳米复合材料的光物理性能研究

通过原位强碱诱导下的脱氯化氢缩合聚合法制备了一系列不同纳米TiO2含量的聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔/纳米二氧化钛(PMOCOPV/TiO2)光电复合材料。红外光谱和拉曼光谱证实了在纳米TiO2表面的包覆层为PMOCOPV。紫外-可见吸收光谱表明随着TiO2含量的增加PMOCOPV/TiO2纳米复合材料的吸收强度提高。高分辨透射电镜观察发现PMOCOPV/TiO2是具有核-壳结构的纳米复合粒子,直径约30 nm,其中PMOCOPV包覆层的厚度约为8~10 nm。荧光光谱研究表明,PMOCOPV/TiO2纳米复合材料的最大发射波长随着TiO2含量的增加发生红移,荧光寿命约为1 ns,且随着TiO2含量的增加荧光强度和荧光寿命得到显著提高,并通过PMOCOPV/TiO2纳米复合材料中的激子离化和电荷传输过程以及复合材料中的电势能级探讨了PMOCOPV/TiO2的荧光量子效率和荧光强度增加的机理。     

俄罗斯“绿龙晶”的成分和结构特征研究

随着近几年文玩市场的兴起,"绿龙晶"成为人们喜爱的一类新兴的宝玉石品种。目前对于"绿龙晶"的主要矿物组成的认识仍存分歧。采用常规宝石学仪器测试、电子探针、红外吸收光谱和X射线粉晶衍射测试方法对产自俄罗斯的"绿龙晶"玉的基本性质、化学成分、红外吸收光谱及矿物组成特征等进行了较为详细的研究分析。结果显示:俄罗斯"绿龙晶"玉主要为深绿至灰绿色,表面具有特殊的放射状花纹及典型的丝绢光泽,折射率约为1.57,密度为2.61g·cm-3。"绿龙晶"中SiO2的含量为36.177%~36.651%,MgO含量为36.439%~36.730%,Al2O3含量为11.961%~12.318%,FeO含量为2.304%~2.853%,具富镁贫铁特点。样品中Al/(Al+Mg+Fe)为0.185 3~0.215 9,推测其为镁铁质岩蚀变成因。样品中的Si=3.10~3.40,Fe~(2+)/R~(2+)=0~0.024 8,属叶绿泥石类型。"绿龙晶"的红外吸收光谱为特征的绿泥石振动谱峰,高频区3 673cm~(-1)附近的吸收峰为OH伸缩振动所致,1 400cm~(-1)附近吸收峰属OH弯曲频率,1 000cm~(-1)附近的三个吸收峰由Si—O伸缩振动致,400~600cm~(-1)之间的吸收谱带属于Si—O弯曲振动。其中中频区1 000cm~(-1)附近分裂的三个吸收峰1 051,1 006和968cm~(-1)可作为鉴定其为叶绿泥石的关键证据。X射线粉晶衍射分析结果与化学成分及红外吸收光谱分析结果一致,显示"绿龙晶"中的主要组成矿物为叶绿泥石,非斜绿泥石。     

新干商墓青铜器非晶与纳米晶锈蚀产物结构的分析研究

应用微区X射线衍射仪(μXRD)及高分辨透射电镜(HTEM)分析江西新干商墓出土的青铜器粉状锈蚀产物,结果表明锈蚀产物主要为具有锡石结构的SnO2,晶态形式为非晶与晶粒尺寸为4～5.7nm的纳米晶共混;能谱分析表明样品中除含有大量锡外,还有少量的铜、硅、铅与铁等元素。通过对锈蚀产物的高分辨透射电镜晶格条纹像计算,说明纳米晶SnO2的晶格中并没有其他原子的掺杂;对该锈蚀产物拉曼光谱的分析研究表明,样品不含有表征SnO2的体相拉曼峰,更具有非晶SnO2的特征,而973cm-1的弱而宽的峰表明样品含有非晶的硅酸盐类的锈蚀物,推测锈蚀产物中的少量铜、硅、铅与铁等元素应以非晶的形式存在。