KxCoO2·yH2O(x<0.2,y≤0.8)的晶体结构、输运及磁学性质

利用熔融KOH和Co₃O₄在较低温度(480℃)下反应制备出K_0.36CoO₂，然后用高锰酸钾溶液和饱和的过硫酸钾溶液进行氧化处理.氧化的同时伴随有水分子嵌入.K_0.36CoO₂用高锰酸钾和过硫酸钾溶液处理后分别得到K_0.12CoO₂·0.8H₂O和K_0.16CoO₂·0.6H₂O.这两种化合物都属于六角晶系，表现出金属行为，脱水后主相变为正交结构并且呈现出半导体特性.K_0.16CoO₂·0.6H₂O在56K附近可能存在自旋玻璃转变行为或其他涨落.随着钾含量的减少和水含量的增多，样品的自旋玻璃行为受到抑制或发生磁性相分离.样品K_0.12CoO₂·0.8H₂O在零场冷却和有场冷却曲线上的分叉现象基本上消失.还讨论了产生K_xCoO₂与Na_xCoO₂体系结构和物性差别的原因. 关键词： xCoO₂')" href="#">K_xCoO₂ 晶体结构 自旋玻璃态 磁性     

BaB2O4-K2O和BaB2O4-K2B2O4赝二元系相图的研究

用X射线衍射和差热分析方法研究了BaB₂O₄-K₂O和BaB₂O₄-K₂B₂O₄赝二元系的相平衡关系。BaB₂O₄-K₂B₂O₄属共晶体系,共晶温度为850±3℃,共晶点成分为45mol％K₂O。在Ba 关键词：     

xNa2O·yB2O3玻璃的融熔态结构

本文应用变温核磁共振技术研究了xNa₂O·yB₂O₃二元玻璃体系的融熔态结构。结果表明,R≤0.5的熔体中存在两种较为稳定的结构:在730—780℃温度区域形成了B原子间以双桥氧连接的网状结构;在880—920℃温度区域形成了B原子间含三桥氧的链状结构。当R>0.5时熔体中只存在第一种结构。 关键词：     

水热体系TeO2-K3PO4-H2O中一个新化合物——K2Te4O9·3H2O的合成与结晶

作者用水热法对TeO₂-K₃PO₄-H₂O体系作了初步的合成与结晶尝试。在给定的条件和组成范围内除了能形成TeO₂晶体外,还能生成一种点阵参数为a=b=10.734?,c=21.041?,α=β=90°,γ=120°的三方晶系的化合物γ,其分子式为K₂Te₄O₉·3H₂O。结晶区的产物主要取决于原料的k=TeO₂/K₃PO₄(克分子比:当k≤1.9时,仅生成γ晶体;k≥2.22时,单独生成TeO₂晶体;而当1.92晶体出现,本文还给出了γ晶相的DTA曲线和X射线粉末衍射谱线的相对强度与相应面间距的详细数据。 关键词：     

质谱和拉曼光谱对[M(H2O)n]+(M=Li,K)水合团簇的研究

采用质谱、拉曼光谱及理论计算对[M(H₂O)_n]+(M=Li,K)水合团簇进行了研究。质谱分析[M(H₂O)_n]+(M=Li,K)水合团簇的离子峰,推测其水溶液中最大水化数为12和13。采用拉曼光谱对浓度梯度相同的LiCl和KCl水溶液进行了讨论与比较,Li+和K+的水化作用导致~3 208 cm-1水结构拉曼峰发生了明显的变化,其中LiCl和KCl溶液的浓度分别在0~2.0和0~2.5 mol·L-1范围内,水化作用呈线性增强,浓度大于2.0和2.5 mol·L-1时,偏离线性关系,出现缔合。理论计算[M(H₂O)_n]+水合团簇结构和理论拉曼光谱表明,Li+,K+分别在n>4和n>6开始第二水化层,O-H伸缩振动频率发生了蓝移,氢键结构遭到了破坏,与实验结果一致。     

冷冻干燥法制备Li2O氚增殖剂陶瓷小球

以Li₂CO₃粉末为原料,采用一种冷冻干燥湿法工艺,制备出综合性能较好的Li₂O陶瓷小球。通过研究冷冻成形、煅烧、分解和烧结等工艺过程,优化了Li₂O陶瓷小球的制备工艺,并对获得的Li₂O陶瓷小球进行了性能表征。结果表明:冷冻成形制备的凝胶小球在650 ℃煅烧后可得到纯净的Li₂CO₃小球,再于真空条件下多步程序升温至720 ℃可制得主要相为Li₂O的小球,小球尺寸分布均匀,直径约为0.8 mm,平均晶粒尺寸为9 μm,于900 ℃高温烧结后小球的密度可达理论密度的69.5%。     

ZnSb掺杂的Ge2Sb2Te5薄膜的相变性能研究

本文采用双靶(ZnSb靶和Ge₂Sb₂Te₅靶)共溅射制备了系列ZnSb掺杂的Ge₂Sb₂Te₅(GST)薄膜. 利用X射线衍射、透射电子显微镜、原位等温/变温电阻测量、X射线光电子能谱等测试研究了薄膜样品的非晶形态、电学及原子成键特性. 利用等温原位电阻测试表明ZnSb掺杂的Ge₂Sb₂Te₅薄膜具有更高的结晶温度. 采用Arrhenius 公式计算发现ZnSb掺杂的Ge₂Sb₂Te₅薄膜的十年数据保持温度均高于传统的Ge₂Sb₂Te₅薄膜的88.9℃. 薄膜在200, 250, 300和350℃ 下退火后的X射线衍射图谱表明ZnSb的掺杂抑制了Ge₂Sb₂Te₅薄膜从fcc态到hex态的转变. 通过对薄膜的光电子能谱和透射电镜分析可知Zn, Sb, Te原子之间键进行重组, 形成Zn–Sb 和Zn–Te 键, 且构成非晶物质存在于晶体周围. 采用相变静态检测仪测试样品的相变行为发现ZnSb掺杂的Ge₂Sb₂Te₅薄膜具有更快的结晶速度. 特别是(ZnSb)_24.3(Ge₂Sb₂Te₅)_75.7薄膜, 其结晶温度达到250℃, 十年数据保持温度达到130.1℃, 并且在70 mW激光脉冲功率下晶化时间仅～64 ns, 远快于传统Ge₂Sb₂Te₅薄膜的晶化时间～280 ns. 以上结果表明(ZnSb)_24.3(Ge₂Sb₂Te₅)_75.7薄膜是一种热稳定性好且结晶速度快的相变存储材料.     

衬底温度对PLD法生长的Mg0.05Zn0.95O薄膜结构和发光特性的影响

用脉冲激光沉积(PLD)法在不同温度的Si(111)衬底上成功制备了c轴择优取向的Mg_005Zn_095O薄膜.通过X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)研究了衬底温度对Mg_005Zn_095O薄膜结构和发光特性的影响,探讨了薄膜的结晶质量与发光特性之间的关系.结果表明,在衬底温度为450℃时生长的Mg_005Zn_095O薄膜具有很好的c轴取向和较强的光致发光峰.室温下分别用激发波长为240,300和325nm的氙灯作为激发光源得到不同样品的PL谱,分析表明紫外发光峰和紫峰来源于自由激子的复合辐射且发光强度与薄膜的结晶质量密切相关,蓝绿发光峰与氧空位有关.此外,探讨了衬底温度影响紫外光致发光峰红移和蓝移的可能机理. 关键词： 005Zn_095O薄膜')" href="#">Mg_005Zn_095O薄膜 PLD 衬底温度 光致发光     

BaO-Li2O-B2O3三元系中BaB2O4-Li2B2O4和BaB2O4-Li2O截面相平衡关系的研究

本文用X射线和差热分析方法对BaO-Li₂O-B₂O₃三元系中的两个截面:BaB₂O₄-Li₂B₂O₄和BaB₂O₄-Li₂O作了研究。在BaB₂O₄-Li₂B₂O₄赝二元系中发现了一个新的化合物4BaB₂O₄·Li₂B₂O₄。化合物在930±3℃由包晶反应形成,并与Li₂B₂O₄形成共晶反应。共晶温度为797±3℃,共晶点组分为79mol％Li₂B₂O₄。在BaB₂O₄-Li₂O截面中也存在化合物4BaB₂O₄·Li₂B₂O₄,其包晶反应温度从930±3℃随Li₂O含量增加下降到908±3℃。在组分60mol％Li₂O处形成另一个新的化合物2BaB₂O₄·3Li₂O。该化合物在630±3℃也是由包晶反应形成,并与Li₂O和Li₂CO₃分别形成共晶反应,共晶温度分别为400±3℃和612±3℃。在BaB₂O₄-Li₂B₂O₄和BaB₂O₄-Li₂O体系中都没有观察到固溶体。用计算机程序分别对化合物4BaB₂O₄·Li₂B₂O₄和2BaB₂O₄·3Li₂O的X射线粉末衍射图案进行了指标化,其结果:4BaB₂O₄·Li₂B₂O₄的空间群为Pmma,a=13.033?,b=14.630?,c=4.247?,每个单胞包含两个化合式单位;2BaB₂O₄·3Li₂O的空间群为Pmmm,a=4.814?,b=9.897?,c=11.523?,每个单胞也含有两个化合式单位。 关键词：     

BaB2O4低温相单晶体的生长及其相关体系相图的研究

本文用差热分析和X射线衍射等方法研究了BaO-Na₂O-B₂O₃三元系的两个截面:BaB₂O₄-Na₂B₂O₄和BaB₂O₄-Na₂O赝二元系的相平衡关系。BaB₂O₄-Na₂B₂O₄属共晶体系,其共晶温度为826±3℃。在BaB₂O₄-Na₂O体系中发现一个新化合物BaB₂O₄·Na₂O,该化合物在846±3℃同成分熔化。BaB₂O₄·Na₂O对BaB₂O₄和Na₂O均为共晶体系,其共晶温度分别为755±3℃和573±3℃。并根据所得的结果,分别以15mol％Na₂O和13mol％Na₂B₂O₄为助熔剂,用提拉法培养出2×4×6mm³和2×4×8mm³的低温相BaB₂O₄单晶体。 关键词：     

水热金刚石压腔结合拉曼光谱技术进行Na2SO4-水体系溶解结晶动力学研究

成矿作用过程中,温压条件改变导致矿物溶解重结晶,溶液中溶质浓度发生变化。从溶液中析出晶体的粒度同时存在着时间和空间的分布,是复杂的动力学过程。当前对矿物在流体中溶解重结晶动力学研究主要使用高压釜或活塞圆筒等封闭设备测定溶液溶质浓度的变化或固相矿物的形态变化,降温淬火反应会影响样品的真实组成。使用可进行原位观测的金刚石压腔结合拉曼光谱分析技术,研究无水芒硝-饱和Na₂SO₄溶液随体系温度压力变化所出现的晶体溶解重结晶过程。通过原位观测无水芒硝溶解、结晶变化来探究硫酸钠晶体在不同温压条件下的溶解结晶动力学反应机制。结果表明常温条件下无水芒硝拉曼位移分别位于449.9,620.5,632.9,647.4,993.3,1 101.8,1 132.2和1 153.1 cm-1。随着体系温度的缓慢升高,固相Na₂SO₄的晶形不断发生变化,温度至193 ℃时无水芒硝（Na₂SO₄）完全溶解,降温重结晶出现了新的1 196.5 cm-1拉曼特征峰,重结晶晶体为芒硝（Na₂SO₄·10H₂O）;金刚石原位观测结果显示迅速升温过程中无水芒硝发生部分溶解重结晶,重结晶区域拉曼特征峰显示依然为无水芒硝。拉曼光谱定量分析结果显示,溶液中SO2-₄,H₂O的拉曼谱峰面积比值参数更能反映SO2-₄浓度的变化, 体系达到溶解重结晶平衡状态时,SO2-₄/H₂O峰面积比值AR为(0.016 6±0.000 4),误差为2.4%。应用Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov（JMAK）模型结合溶液中SO2-₄/H₂O峰面积比值变化对体系中固相无水Na₂SO₄的溶解重结晶过程进行动力学拟合,计算得出无水硫酸钠在109 ℃条件下的溶解结晶反应的反应级数为1.266 7,反应平衡常数为0.001 26。综上所述,水热金刚石压腔装置实验步骤少,过程简便,可避免由于淬火过程中退化交换作用等造成的误差,应用水热金刚石压腔原位观测的装置优势结合拉曼光谱定量分析技术可实现高温高压条件下矿物在水溶液中溶解结晶动力学过程的原位观察和测定,是一种高效的动力学研究手段。     

INS investigation on disaccharide/H2O mixtures

New Inelastic Neutron Scattering findings on homologues disaccharides (C₁₂H₂₂O₁₁)/H₂O mixtures are presented. The comparison among the spectra of trehalose, maltose and sucrose/H₂O mixtures, besides evidencing a different destructuring effectiveness on the H₂O hydrogen bond network, and hence different cryoprotectant properties, shows a higher ‘crystallinity’ degree for the trehalose/H₂O system which accounts for its higher ‘rigidity’. This result justifies the better cryptobiotic action of trehalose in respect to maltose and sucrose.     

Evidence for bicarbonate formation on vacuum annealed TiO2(110) resulting from a precursor-mediated interaction between CO2 and H2O

The reaction of CO₂ and H₂O to form bicarbonate (HCO⁻₃) was examined on the nearly perfect and vacuum annealed surfaces of TiO₂(110) with temperature programmed desorption (TPD), static secondary ion mass spectrometry (SSIMS) and high resolution electron energy loss spectrometry (HREELS). The vacuum annealed TiO₂(110) surface possesses oxygen vacancy sites that are manifested in electronic EELS by a loss feature at 0.75 V. These oxygen vacancy sites bind CO₂ only slightly more strongly (TPD peak at 166 K) than do the five-coordinated Ti⁴⁺ sites (TPD peak at 137 K) typical of the nearly perfect TiO₂(110) surface. Vibrational HREELS indicates that CO₂ is linearly bound at the latter sites with a ν_a(OCO) frequency similar to the gas phase value. In contrast, oxygen vacancies dissociate H₂O to bridging OH groups which recombine to liberate H₂O in TPD at 490 K. No evidence for a reaction between CO₂ and H₂O is detected on the nearly perfect surface. In sequentially dosed experiments on the vacuum annealed surface at 110 K, CO₂ adsorption is blocked by the presence of preadsorbed H₂O, adsorbed CO₂ is displaced by postdosed H₂O, and there is little or no evidence for bicarbonate formation in either case. However, when CO₂ and H₂O are simultaneously dosed, a new CO₂ TPD state is observed at 213 K, and the 166 K state associated with CO₂ at the vacancies is absent. SSIMS was used to tentatively assign the 213 K CO₂ TPD state to a bicarbonate species. The 213 K CO₂ TPD state is not formed if the vacancy sites are filled with OH groups prior to simultaneous CO₂+H₂O exposure. Sticking coefficient measurements suggest that CO₂ adsorption at 110 K is precursor-mediated, as is known to be the case for H₂O adsorption on TiO₂(110). A model explaining the circumstances under which the proposed bicarbonate species is formed involves the surface catalyzed conversion of a precursor-bound H₂O–CO₂ van der Waals complex to carbonic acid, which then reacts at unoccupied oxygen vacancies to generate bicarbonate, but falls apart to CO₂ and H₂O in the absence of these sites. This model is consistent with the conditions under which bicarbonate is formed on powdered TiO₂, and is similar to the mechanism by which water catalyzes carbonic acid formation in aqueous solution.     

Li修饰的C$lt;sub$gt;6$lt;/sub$gt;分子对H$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;O的吸附研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似研究C₆Li吸附H₂O分子并将之进行分解的催化过程. 几何优化发现：Li原子最稳定的吸附位置是位于C 原子顶位上方. 研究表明,第一个H₂O 分子吸附在C₆Li上需要克服1.77 eV的能量势垒,然后分解为H和OH且与Li原子成键. 当吸附第二个H₂O分子时,第二个H₂O分子需要克服1.2 eV的能量势垒分解为H和OH,其中H与Li原子上的H原子结合成H₂,OH则替代Li 原子上的H结合在Li原子上. 因此C₆Li 可以作为催化剂将H₂O分子进行分解得到H₂. 分析可知：C₆Li主要是通过Li原子与H₂O之间形成的偶极矩作用来吸附H₂O 分子,与C₆₀Li₁₂ 的储氢机制类似. 研究结果可为储氢材料的制备提供一个新的思路. 关键词： 6')" href="#">C₆ Li 2O')" href="#">H₂O 密度泛函理论     

一维纳米材料SmPO4·0.5H2O的制备及光学性质

以氧化钐和H₃PO₄为原材料,在无模板剂的情况下,用水热法通过调控pH、时间和温度制备了SmPO₄·0.5H₂O一维纳米材料,并提出其可能形成机理。用X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM,HRTEM和SAED）、红外光谱（IR）和能谱（EDS）对产物的物相结构、微观形貌和组成进行了表征。用紫外-可见吸收光谱研究了产物的光学性质。研究结果表明,实验所制备的产物全部是六方晶系结构,形貌都为一维纳米线。反应体系的pH值、温度和时间的改变对纳米线的长径比有影响,但对其相结构基本都没有影响。分析得到最佳水热制备条件为pH=5、温度和时间分别为130℃和8 h,产物的结晶性、分散性和均匀性都达到最好。光学性质研究表明,该类产物在300~350 nm的紫外区域有吸收宽峰,是属于基质O^2-→P⁵⁺、Sm³⁺的电荷迁移。在350~450 nm处的可见光区域内也有一组吸收峰,是属于Sm³⁺的4f内层电子间的f-f跃迁吸收。依据该类吸收峰,得到禁带宽度在4.67~5.50 eV之间。pH值和温度对产物光学性能均有影响。     

基于离轴腔增强吸收光谱双组分CH4/H2O高灵敏度探测研究

H₂O和CH₄在气候变化过程中起着关键作用,实时在线测量H₂O和CH₄浓度一直都是国内外学者研究的热点问题之一。利用1.653 μm可调谐半导体激光器作光源,结合反射率为99.997 6%的两片高反射镜组成离轴腔增强吸收光谱装置,开展了H₂O和CH₄的高灵敏度测量研究。离轴腔增强系统的有效吸收光程通过吸收面积-浓度关系法来标定,吸收面积-浓度关系法的可行性首先通过已知光程的光学吸收池进行验证,确定有效后用于标定离轴腔增强系统的有效光程。结果表明,基长为21 cm的离轴腔增强系统的有效吸收光程达到了8 626.3 m。当谐振腔内压力为5.06 kPa时,利用7组不同浓度的CH₄标准气体（0.2～1.4 μmol·mol-1）对系统进行了线性响应标定测试,得到了CH₄吸收的积分面积与浓度拟合关系曲线。系统的稳定性、可实现的最小探测灵敏度等信息通过Allan方差进行分析,结果表明系统对探测CH₄的最佳平均时间为100 s,最小可探测浓度极限为7.5 nmol·mol-1;系统对探测H₂O的最佳平均时间为200 s,最小可探测浓度极限为55 μmol·mol-1。对提高系统测量精度的数据处理方法也进行了分析研究,结果表明相比于多次平均方法,Kalman滤波能显著的提高测量精度,而且缩短了系统的响应时间。最后,利用搭建的离轴腔增强实验系统结合Kalman滤波数据处理方法对实际大气中CH₄和H₂O浓度进行了连续两天的测量,CH₄每天平均的浓度分别为2.1和2.08 μmol·mol-1,H₂O每天平均的浓度分别为11 515.6和11 628.6 μmol·mol-1,由此可知建立的离轴腔增强吸收光谱装置能够用于大气CH₄和H₂O的测量,另外建立的系统也可用于相关工业领域的高灵敏度CH₄和H₂O监测。     

Synthesis and characterization of NiMn2O4 nanoparticles using gelatin as organic precursor

Nanoparticles of NiMn₂O₄ were successfully obtained by mixing gelatin and inorganic salts NiCl₂·6H₂O and MnCl₂·4H₂O in aqueous solution. The mixture has been synthesized at different temperatures and resulted in NiMn₂O₄ nanoparticles with crystallites size in the range of 14–44 nm, as inferred from X-ray powder diffraction (XRPD) data. We have also observed that both the average crystallite size and the unit cell parameters increase with increasing synthesis temperature. Magnetic measurements confirmed the presence of a magnetic transition near 110 K.     

水热制备中国紫BaCuSi2O6的条件探索及各条件产物分析研究

中国紫BaCuSi₂O₆是中国古代人工颜料硅酸铜钡的一种，是中国古代科技史中独树一帜的文明成果，代表了当时中国的科技水平和科技成就。水热合成法通过高温高压的水蒸气使那些在大气条件下不溶或难溶的物质溶解，并且重结晶来进行无机合成与材料处理，是近年来比较新兴的方法。参考前人研究，采用水热合成法，选择BaCl₂·2H₂O，CuO，Na₂SiO₃·9H₂O为原料，按照目标产物化学计量比称取，调控溶液pH、合成温度和保温时间等影响因素，制备出高纯度的中国紫。产物的物相与纯度使用XRD表征。实验结果表明，当10≤pH≤12时可生成纯度较高的中国紫，160 ℃时生成的中国紫纯度较180 ℃更高，且随着水热时间的延长，中国紫的纯度提高。考虑到绿色安全、能耗低、操作简便等因素，最终得出水热制备中国紫的最佳制备条件是pH 12，温度为160 ℃，保温时间48 h。中间产物BaSi₂O₅和Ba₄Si₆O₁₆的发现，表明在硅酸铜钡晶体的生长过程中Ba与Si先与O以不同形式结合，Cu最后参与构筑硅酸铜钡晶体。该工作提供了一种新方法用于合成纯净中国紫，可用来做文物保护修复材料；同时在中国紫的合成机理研究方面提供依据和线索，对中国古代科技史研究具有促进作用。