Ba10(PO4)4(SiO4)2∶Eu2+荧光体的光谱特性

采用高温固相法合成了荧光体Ba₁₀（PO₄）₄（SiO₄）₂：Ce³⁺和Ba₁₀（PO₄）₄（SiO₄）₂：Eu²⁺,研究了两种荧光体的光谱特性。结果表明,两者都呈现较强的宽带激发特征。根据同种基质中Eu²⁺和Ce³⁺两种离子光谱特征的相关性,通过测得的Ba₁₀（PO₄）₂（SiO₄）₂基质中Ce³⁺的光谱数据估算了Ba₁₀（PO₄）₂（SiO₄）₂：Eu²⁺中Eu²⁺的斯托克斯位移（ΔS）和激发能量,估算结果与Ba₁₀（PO₄）₂（SiO₄）₂：Eu²⁺样品的光谱分析结果十分吻合。Ba₁₀（PO₄）₂（SiO₄）₂：Eu²⁺可以同时被紫光和蓝光激发,发出偏白的绿光,可用作白光LED的荧光粉。     

钙钛矿(C6H5CH2NH3)2PbBr4拉曼光谱研究

运用激光拉曼光谱实验和密度泛函理论计算研究了450～1 700 cm-1光谱范围内有机-无机杂化钙钛矿材料(C₆H₅CH₂NH₃)₂PbBr₄的振动模式特性。对比实验所得拉曼光谱和理论计算所得拉曼光谱,发现密度泛函理论计算可以很好的模拟(C₆H₅CH₂NH₃)₂PbBr₄有机部分的分子振动模式。同时通过比较分析密度泛函理论计算和参考文献,对450～1 700 cm-1光谱范围内的拉曼峰的分子振动模式进行了初步的归属,并发现该光谱范围内的拉曼峰主要是由(C₆H₅CH₂NH₃)₂PbBr₄分子中有机部分振动所产生的。     

Eu3+/Dy3+共掺Sr3Y2(BO3)4荧光粉的发光性质研究

稀土掺杂发光材料一直是科研领域研究的热点,被广泛应用于白光LED、温度传感、显示显像、新能源和激光等领域。基质的结构对于稀土离子光致发光特性有非常重要的影响,在众多发光基质材料中,硼酸盐具有透光范围宽、光学损伤阈值高、较好的热稳定性和化学稳定性等优点。碱土-稀土金属硼酸盐Sr₃Y₂(BO₃)₄具有出色的光学性能,对其发光性能的研究具有重要意义。稀土离子Eu3+具4f6电子层,是一种典型的下转换发光中心离子,常被选作红色发光材料的激活剂。Dy3+具4f9电子层,也是一种典型的下转换发光中心离子,在紫外光激发下,在蓝色光区和橙色光区有较强的荧光发射。采用高温固相法合成了Sr₃Y₂(BO₃)₄∶Eu3+/Dy3+荧光粉,通过XRD和SEM对样品的结构和形貌进行了表征,XRD结果表明,1 000 ℃烧结5 h,H₃BO₃过量20%为最佳制备条件,且少量的Eu3+和Dy3+掺杂并未改变Sr₃Y₂(BO₃)₄的晶格结构。SEM图像表明Sr₃Y₂(BO₃)₄基质的平均晶粒尺寸为2～4 μm,10%Eu3+单掺和5%Eu3+/5%Dy3+双掺样品与基质Sr₃Y₂(BO₃)₄的SEM图像相比,形貌和尺寸并没有发生明显的改变。Sr₃Y₂(BO₃)₄∶Eu3+荧光粉的发光结果表明,分别在395和466 nm激发下,浓度为5%,10%和15%的Eu3+单掺Sr₃Y₂(BO₃)₄荧光粉的主要发光位于593和613 nm的红光发射,峰强度随着Eu3+浓度的增加呈现先增加后降低的变化形式,掺杂浓度为10%时发光强度最大,说明存在浓度猝灭现象。色坐标结果显示,激发波长由395 nm变化到466 nm,Sr₃Y₂(BO₃)₄∶Eu3+荧光粉的发光颜色从橙红色向红色转变。引入Dy3+后,Sr₃Y₂(BO₃)₄∶Eu3+/Dy3+样品的发射光谱出现Dy3+的486 nm的蓝光发射（4F_9/2→6H_15/2）和576 nm的橙光发射（4F_9/2→6H_13/2）,并且随着Dy3+浓度的增加,对Eu3+的5D₀→7F_{1, 2, 3, 4}跃迁有抑制作用。色坐标结果显示通过调整掺杂离子Eu3+和Dy3+的比例可实现Sr₃Y₂(BO₃)₄∶Eu3+/Dy3+荧光粉的颜色从红色区域向橙色区域转变,说明其在显示方面具有良好的应用前景。     

单一基质双光色Ba10-x(PO4)4(SiO4)2:xEu2+荧光粉的两步法制备与光谱调控

采用两步法成功合成了单一基质双光色Ba_10-x（PO₄）₄（SiO₄）₂：xEu²⁺荧光粉,研究了稀土离子占据不同的晶格格位对荧光粉光谱特性的影响。结果表明：两步法合成的荧光粉发射光谱由414 nm的蓝光波带和504 nm绿光波带两种光色组成,而传统的高温固相法制备的荧光粉只有504 nm处的绿光发射。荧光粉发光性能与Eu²⁺离子在磷灰石晶体结构中占据的晶格位置关系十分密切。两步法荧光粉双光色的形成主要是由于在第一步氧化气氛合成过程中Eu³⁺离子取代了基质结构中的Ba_Ⅰ和Ba_Ⅱ两个格位的Ba²⁺离子;在第二步还原过程结束后,Eu²⁺离子仍然占据着两种格位,从而形成了两种具有不同配位环境的发光中心。此外,双发射峰的相对强度能够通过Eu²⁺离子对Ba_Ⅰ格位的取代率而调节,进而实现光谱的调变。     

Ba5(PO4)3Cl：Eu2+荧光粉的制备和发光性能研究

以Eu₂O₃、NH₄H₂PO₄、BaCl₂·2H₂O、BaCO₃为原料,用高温固相法制备出Ba₅（PO₄）₃Cl：Eu²⁺荧光粉。用XRD衍射仪和荧光分光光度计分别测试样品的物相结构和荧光性能。结果表明：制备得到的Ba₅（PO₄）₃Cl：Eu²⁺为单相,在245~425 nm范围均有较大吸收,具有最强峰在435 nm的窄带发射。该荧光粉的发光强度受Eu²⁺浓度的影响较大,其发光随着Eu²⁺浓度的增加先增强后减弱。当Eu²⁺摩尔分数为3%时,发光强度达到最大。     

NH4H2PO4和ND4D2PO4晶体微结构的拉曼光谱研究

本文利用偏振拉曼光谱和第一性原理, 对磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄, ADP)和不同氘含量磷酸二氢铵DADP晶体的晶格振动模式进行了研究. 实验测得了不同几何配置、200–4000 cm^-1范围的偏振拉曼光谱, 分析在不同氘含量条件下921 cm^-1和3000 cm^-1附近拉曼峰的变化. 在ADP晶体中, 基于基本结构单元NH₄⁺ 和H₂PO₄^-基团的振动模, 用第一性原理进行了数值模拟, 进一步明确拉曼峰与晶体中原子振动的对应关系; 通过洛伦兹拟合不同氘含量DADP晶体的拉曼光谱中2000–2600 cm^-1处各峰的变化讨论了DADP 晶体的氘化过程, 结果表明氘化顺序是先NH₄⁺ 基团后H₂PO₄^-基团, 研究结果为今后此类材料的生长和性能优化奠定了基础.     

SO2-4/BO3-3掺杂对NaGd(MoO4)2∶Eu3+荧光粉发光性能影响的研究

采用柠檬酸钠为表面活性剂的水热法制备了NaGd(MoO₄)₂∶xEu3+(x=10%, 20%, 30%, 40%)和NaGd(MoO₄)₂∶7%Eu3+, ySO2-₄/BO3-₃荧光粉,对所制备样品的晶相、形貌、发光性质进行了表征。XRD分析表明NaGd(MoO₄)₂∶xEu3+和NaGd(MoO₄)₂∶7%Eu3+, ySO2-₄/BO3-₃荧光粉均为四方相的白钨矿结构;红外光谱测试发现有SO2-₄/BO3-₃的特征吸收峰,这表明SO2-₄/BO3-₃被成功掺入基质;荧光光谱测试说明,在NaGd(MoO₄)₂基质中Eu3+掺杂量为30%时发光最强;通过研究NaGd(MoO₄)₂∶7%Eu3+, ySO2-₄/BO3-₃荧光粉的发射光谱,发现适量的SO2-₄/BO3-₃掺杂会使Eu3+的特征发射增强,且掺杂10%SO2-₄或10%BO3-₃后可以减少3%左右的Eu3+掺杂,起到了节约稀土掺杂量的作用。     

正交相Fe2(MoO4)3的制备与表征及其负膨胀行为的第一性原理研究

采用水热合成法制备出Fe₂(MoO₄)₃样品, 并用高温X-射线衍射、热重和差示扫描量热同步热分析仪对其进行表征, 发现样品在510 ℃附近发生低温单斜相和高温正交相之间的可逆相变, 且正交相表现出负膨胀特征. 采用第一性原理计算了正交相Fe₂(MoO₄)₃ 的原子、电子结构以及声子谱、声子态密度, 并和可获得的实验结果进行了系统的比较. 结果显示正交相Fe₂(MoO₄)₃中MoO₄四面体较之FeO₆八面体具有更强的刚性. 发现最低频的光学支处具有最负的格林乃森(Grüneisen)系数, MoO₄四面体和FeO₆ 八面体相连的桥氧原子的横向振动、FeO₆八面体柔性扭曲转动以及MoO₄四面体的刚性翻转共同导致了Fe₂(MoO₄)₃负膨胀现象的发生.     

Li2B4O7晶体及其熔体结构的拉曼光谱研究

采用高温原位拉曼光谱技术,研究了Li₂B₄O₇从常温至1 373 K温度范围内的拉曼光谱。在升温过程中,晶体的拉曼光谱出现展宽和红移现象,且强度降低。晶体熔化时,由2个[BO₄]和2个[BO₃]组成的[B₄O₉]环状结构转变成(B₃O₆)3- 六元环和[BO₃]结构,[BO₄]结构减少直至消失。基于密度泛函理论,计算了Li₂B₄O₇晶体的拉曼光谱,对其振动模式进行了分析归属。利用量子化学从头计算法计算了由[B₃O₆-BO₃]为基础相互连接形成的x(Li₂B₄O₇)(x=2, 3, …, 9)的环状团簇模型的拉曼光谱,对Li₂B₄O₇熔体的结构进行了模拟分析。计算结果表明Li₂B₄O₇熔体的阴离子基元为三个(B₃O₆-BO₃)组成的大三元环超级结构。     

NaZnLa(PO4)2中Ce3+和Tb3+的发光

采用高温固相反应合成了NaZnLa(PO₄)₂中掺杂Ce³⁺、Tb³⁺的荧光体,对其晶体结构、发光行为进行了研究,并尝试对NaZnLa(PO₄)₂:Ce,Tb荧光体进行调制。NaZnLa(PO₄)₂是LaPO₄的同构物,为单斜晶系独居石结构,从XRD谱数据得到NaZnLa(PO₄)₂基质的晶胞参数为a=0.6823nm,b=0.7045nm,c=0.6497nm,β=1039°,v=0.303nm³,其晶胞参数与单斜LaPO₄的晶胞参数相似。在NaZnLa(PO₄)₂:Ce,Tb荧光体中,Ce³⁺对Tb³⁺有良好的敏化作用,掺杂适量的BO₃^3-、Al³⁺、Dy³⁺,可以增强发光亮度。     

Structural and lithium intercalation studies of Mn(0.5−x)CaxTi2(PO4)3 phases (0≤x≤0.50)

Materials from the Mn_(0.5−x)Ca_xTi₂(PO₄)₃ (0≤x≤0.50) solid solution were obtained by solid-state reaction in air at 1000 °C. Selected compositions were investigated by powder X-ray diffraction analysis, ³¹P nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and electrochemical lithium intercalation. The structure of all samples determined by Rietveld analysis is of the Nasicon type with the R space group. Mn²⁺/Ca²⁺ ions occupy only the M1 sites in the Ti₂(PO₄)₃ framework. The divalent cations are ordered in one of two M1 sites, except for the Mn_0.50Ti₂(PO₄)₃ phase, where a small departure from the ideal order is observed by XRD and ³¹P MAS NMR. The electrochemical behaviour of Mn_0.50Ti₂(PO₄)₃ and Mn_(0.5−x)Ca_xTi₂(PO₄)₃ phases was characterised in Li cells. Two Li ions can be inserted without altering the Ti₂(PO₄)₃ framework. In the 0≤y≤2 range, the OCV curves of Li//Li_yMn_0.50Ti₂(PO₄)₃ cells show two main potential plateaus at 2.90 and 2.50–2.30 V. Comparison between the OCV curves of Li//Li_(1+y)Ti₂(PO₄)₃ and Li//Li_yMn_0.50Ti₂(PO₄)₃ shows that the intercalation occurs first in the unoccupied M1 site of Mn_0.50Ti₂(PO₄)₃ at 2.90 V and then, for compositions y>0.50, at the M2 site (2.50–2.30 V voltage range). The effect of calcium substitution in Mn_0.50Ti₂(PO₄)₃ on the lithium intercalation is also discussed from a structural and kinetic viewpoint. In all systems, the lithium intercalation is associated with a redistribution of the divalent cation over all M1 sites. In the case of Mn_0.50Ti₂(PO₄)₃, the stability of Mn²⁺ either in an octahedral or tetrahedral environment facilitates cationic migration.     

无锂助熔剂B_2O_3对Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3固体电解质离子电导率的影响

采用固相法制备锂离子电池用固体电解质磷酸钛锂铝Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3(LATP),研究了不同烧结温度以及助熔剂对LATP固体电解质离子电导率的影响.采用X射线衍射、能谱分析、扫描电镜和交流阻抗等方法,研究样品的结构特征、元素含量、形貌特征以及离子导电性能.结果表明,在900?C烧结可以获得结构致密、离子电导率较高的纯相LATP陶瓷固体电解质.与添加助熔剂Li BO2的样品进行对比实验发现,采用B_2O_3代替LiBO_2作为助熔剂也可以提高烧结样品的离子电导率,并且电解质的离子电导率随助熔剂添加量的增大,先增大后减小,其中添加质量百分比为2%的B_2O_3的样品具有最高的室温离子电导率,为1.61×10~(-3)S/cm.     

添加Fe(C5H5)2合成氢掺杂金刚石大单晶及其表征

在Ni₇₀Mn₂₅Co₅-C体系中添加含氢化合物Fe(C₅H₅)₂作为新型氢源, 利用温度梯度法, 在压力为5.5-6.0 GPa、温度为1280-1400 ℃的条件下, 成功合成出氢掺杂的宝石级金刚石大单晶. 通过傅里叶显微红外光谱发现, 随着Fe(C₅H₅)₂添加量的增加, 合成晶体中与氢相关的对应于sp³杂化C-H键的对称伸缩振动和反对称伸缩振动的红外特征峰2850和2920 cm^-1逐渐增强, 而晶体中氮含量却逐渐减少. 通过合成晶体的拉曼光谱分析发现, 金刚石的拉曼峰伴随Fe(C₅H₅)₂的添加向高频偏移, 这表明氢的进入在金刚石内部产生了压应力. 观察扫描电子显微镜图像发现, 在低含量Fe(C₅H₅)₂添加时晶体表面平滑, 而高含量添加时晶体表面缺陷增多, 且呈现出气孔状. 使用新的添加剂Fe(C₅H₅)₂作为氢源, 合成出含氢宝石级金刚石单晶, 丰富了金刚石单晶中对氢的研究内容, 也可为理解天然金刚石的形成机理提供帮助.     

Synthesis and properties of a new copper(II)-hafnium phosphate Cu0.5Hf2(PO4)3

Phosphates of general formula M_0.5Hf₂(PO₄)₃ with M=Cd²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ and Cu²⁺ were prepared by coprecipitation and characterized by several physical techniques. The compounds containing Cd²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ belong to the Nasicon-type structure, whereas Cu_0.5Hf₂(PO₄)₃ exhibited substantially different DRX patterns. Combined temperature programmed reduction (TPR) and temperature-programmed oxidation (TPO) showed that the copper in Cu_0.5Hf₂(PO₄)₃ was distributed between two energetically different sites in proportions respectively equal to 40 and 60%. Electron Paramagnetic Resonance (EPR) investigations confirmed the TPR/TPO results and revealed that the two sites hosting the Cu²⁺ ions are of orthorhombic symmetry. Moreover, the Cu²⁺ ions might be reduced by hydrogen to Cu⁺. These results were also supported by the UV–visible studies that showed the disappearance, under reducing conditions, of the band corresponding to crystal field transitions of Cu²⁺ ions and the emergence of a new peak attributed to the transitions between (3d)¹⁰ and (3d)⁹(4s)¹ Cu⁺ levels. At the same time, IR spectroscopy confirmed that protons entered the open lattice framework of the material and gave rise to a new protonated phase containing monovalent copper Cu_0.5^IH_0.5Hf₂(PO₄)₃. This redox process was proven to be reversible without any subsequent change in the network of the phosphate.     

一种新型的白光LED用绿色荧光粉Ca_8MgLu(PO_4)_7∶Tb~(3+)

采用高温固相法合成一种单一纯相绿色荧光粉Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+,通过X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PLE,PL)和荧光寿命曲线研究了Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+的发光性能。Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+能被378nm的近紫外光激发,Tb3+发生5D4-7F5跃迁发出绿光,色坐标为(0.324,0.592)。Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+的量子效率可达84%,热猝灭性能良好:在150℃和200℃的发光强度积分分别是25℃的90.71%和86.36%。研究结果表明Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+是一种理想的适于NUV-LED芯片激发的白光LED用绿色荧光粉。     

Cu1-xHxZr2(PO4)3中Cu2+的EPR谱和局域结构研究

本文采用Cu²⁺斜方对称电子顺磁共振（EPR）参量的高阶微扰公式计算了晶体Cu_1-xH_xZr₂（PO₄）₃中Cu²⁺的EPR参量（g因子和超精细结构常数A因子）．计算结果表明，晶体Cu_1-xH_xZr₂（PO₄）₃中[CuO₆]^10-基团的Cu-O键长分别为R_||≈0.241 nm，R_⊥≈0.215 nm，平面键角τ≈80.1°；由于对称性降低，中心金属离子基态²A_1g（θ）和²A_1g（ε）有一定程度混合，混合系数α≈0.995．所得EPR谱图的理论计算值与实验数据符合得很好．