吩噻嗪-1,4萘醌-乙二醇体系光化学过程的时间分辨ESR研究

用时间分辨ESR方法研究了吩噻嗪(PTH)-1,4-萘醌(NQ)-乙二醇(RH)体系中的光化学过程.只观察到萘醌的中性半醌自由基NQH^*的全发射极化的CIDEP(化学诱导动态极化)信号,并未观察到极化的萘醌负离子NQ·^-*的CIDEP信号,表明RH与三重态NQ间的质子转移反应远比PTH与NQ间的电子转移反应为快.NQH·^*的CIDEP信号随pH值的变化表明体系中同时有极化自由基NQH·^*与NQH·₂^+*存在,并且其间有质子交换.     

CdS化学修饰TiO2纳米管阵列电极的传质特性分析

通过声电阳极氧化-化学沉积的方法制备CdS修饰的TiO₂纳米管阵列,并对其进行形貌表征及光电性能和传质特性的研究。结果表明;相对于未修饰的TiO₂纳米管列电极,CdS纳米粒子的化学修饰在增强电极对可见光吸收能力的同时,可减小电荷载流子的迁移阻力而有效提高光生电荷的分离和传递速率。在超声场中进行化学沉积,CdS纳米粒子可在TiO₂纳米管壁上均匀沉积,使得传质阻力进一步降低而获得相对最大的光电流和电荷载流子密度(9.29×10¹⁹cm^-3)。     

双金属粒子在光–氢转换中的作用分析

本文采用两步阳极氧化法在TiO₂纳米环/管阵列表面负载Ag、Cu纳米粒子,与单金属修饰样品对比分析得到双金属对TiO₂光电响应和电极/电解液界面性质的影响。同时,XPS、UV-Vis和U-t测试表明AgCu-TiO₂光阳极金属抗氧化性强、可见光吸收好、光生电子寿命长,光电流密度达0.76 mA·cm^-2,对应产氢速率376μL·h^-1·cm^-2。对AgCu-TiO₂/H₂O、Ag-TiO₂/H₂O和Cu-TiO₂/H₂O体系进行分子动力学模拟计算,双金属体系相对较宽的耗尽层可促进光生电子–空穴分离、转移。最终结合热力学、动力学分析得到双金属修饰TiO₂光阳极的电子传输路径。     

NaLa(MoO4)2∶Eu3+的水热调控合成与发光特性研究

采用水热法合成了不同粒径的NaLa(MoO₄)₂∶Eu³⁺微晶.通过调节乙二醇浓度和反应时间,研究了NaLa(MoO₄)₂∶Eu³⁺微晶的形貌演变过程,在水热条件下180 ℃反应16 h获得了均一梭子形NaLa(MoO₄)₂∶Eu³⁺微晶,其晶粒长度约为2.0 μm.荧光光谱分析表明,Eu³⁺取代了NaLa(MoO₄)₂中La³⁺的格位, Eu³⁺在613 nm处红光发射(⁵D₀–⁷F₂跃迁)的浓度猝灭机理是电偶极-电四极相互作用,并发生了Eu³⁺( ⁵D₁ ) + Eu³⁺(⁷F₀ )→ Eu³⁺( ⁵D₀ ) + Eu³⁺(⁷F₃) 交叉弛豫,由此导致浓度猝灭. 关键词： 钼酸盐 水热法 稀土离子 发光     

红色长余辉材料Mg2SiO4：Dy3+,Mn2+的制备及发光特性

用高温固相法制备了长余辉发光材料Mg₂SiO₄:Dy³⁺,Mn²⁺,对这种材料的红色长余辉性质进行了研究.对以不同掺杂浓度单掺杂Mn²⁺、单掺杂Dy³⁺以及双掺杂Dy³⁺,Mn²⁺的Mg₂SiO₄体系,通过在紫外激发下的发射光谱及其激发光谱的研究,确认了在双掺杂体系中,峰值为660nm的发光带对应着Mn²⁺的⁴T₁(⁴G)→⁶A₁(⁶S)跃迁,Mn²⁺为主要发光中心.Mn²⁺的660nm发射的激发谱分布很宽,样品在近紫外和可见光区都有良好的吸收,长波边可达600nm,是这种材料的一个显著优点.还研究了双掺杂体系中Dy³⁺对Mn²⁺的660nm发光带的敏化作用.另外,通过对单掺杂、双掺杂体系热释光曲线的比较,揭示了双掺杂体系中Dy³⁺的陷阱作用.     

TiO2∶Mo体系的光子雪崩上转换

在978nm激光二极管的激发下，Mo掺杂的TiO₂材料表现出很强的宽带上转换发光 ，该发光来源于［MoO₄］^2-基团的激发态³T₁, ³T₂能级到基态¹A₁能级的电子跃迁.通过研究发光强度与抽运功率的关系及上转换发光的上升时间曲线，发现TiO₂∶Mo体系的上转换发光中存在着雪崩机制，应用转 关键词： 上转换 光子雪崩 转移函数理论     

磷酸盐玻璃中Yb3+和Nd3+之间的声子参助能量转移

本文中报道了磷酸盐玻璃中Nd³⁺,Yb³⁺的时间分辨谱和激发能量的转移。通过实验确定了在不同温度下的转移速率。证实了Nd³⁺→Yb³⁺的能量转移机构为从⁴F_3/2(Nd³⁺)到²F_5/2(Yb³⁺)并同时产生单声子发射的过程;而从Yb³⁺到Nd³⁺关键词：     

稀土离子Ce,Tb掺杂硼磷酸锶荧光粉的发光性质

采用高温固相法合成了2SrO·0.25B₂O₃·0.75P₂O₅:RE³⁺(RE=Ce,Tb)荧光粉。研究了其中Ce³⁺,Tb³⁺的光谱性质,Ce³⁺和Tb³⁺共掺杂时的能量传递效率,以及Ce³⁺和Tb³⁺的动力学过程。发现在共掺杂的样品中,Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅绿色发射比Tb³⁺单掺杂样品中的绿色发射有显著的提高。当Tb³⁺的含量从1%增加到8%时,Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递效率逐渐增加至70%。通过动力学研究,在Ce³⁺和Tb³⁺共掺杂的样品中,提高Tb³⁺的浓度,Ce³⁺的寿命减小。此外,Ce³⁺离子寿命的倒数与Tb³⁺的浓度之间很好地符合线性函数关系,经过拟合Ce³⁺离子的电子跃迁速率和Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递速率分别为5.1×10^-2和1.34ns^-1·mol^-1。Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅跃迁的衰减曲线很好地遵守指数式衰减,并且随着Ce³⁺的掺杂浓度提高,Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅寿命增加。结果表明在共掺杂的2SrO·0.25B₂O₃·0.75P₂O₅材料中存在Ce³⁺到Tb³⁺的有效能量传递,这种材料在541nm处有着较强的绿光发射,所以将在发光以及显示领域有潜在的应用前景。     

V+注入锐钛矿TiO2第一性原理研究

用金属离子注入方法在锐钛矿TiO₂薄膜中掺杂了V⁺，采用全势线性缀加平面波方法计算了锐钛矿TiO₂及V⁺掺杂TiO₂超原胞的电子结构，通过紫外-可见吸收光谱测试方法检测了注入不同剂量的V⁺对TiO₂薄膜吸收光谱的影响.理论计算和实验结果表明，锐钛矿TiO₂薄注入V⁺后，带隙宽度变小，吸收光谱发生红移，并且TiO 关键词： +注入')" href="#">V⁺注入 2')" href="#">TiO₂ 全势线性缀加平面波方法 能带结构     

SrZn2(PO4)2:Sn2+,Mn2+荧光粉的发光性质及其能量传递机理

采用高温固相法制备了SrZn₂(PO₄)₂:Sn²⁺(SZ₂P:Sn²⁺), SrZn₂(PO₄)₂:Mn²⁺(SZ₂P:Mn²⁺), SrZn₂ (PO₄)₂:Sn²⁺, Mn²⁺(SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺) 荧光粉. 通过X射线衍射、激发和发射光谱详细研究了荧光粉的物相和发光性质. 在SrZn₂(PO₄)₂ 基质中, Sn²⁺离子发射光谱是峰值位于461 nm宽带谱, 归属于Sn²⁺离子的³P₁→¹S₀能级跃迁, SZ₂P:Mn²⁺激发光谱由基质吸收带(200–300 nm)和位于352, 373, 419, 431和466 nm的一系列激发峰组成, 分别对应Mn²⁺离子的⁶A₁(⁶S)→⁴E(⁴D), ⁶A₁(⁶S)→⁴T₂(⁴D), ⁶A₁(⁶S)→[⁴A₁(⁴G), ⁴E(⁴G)], ⁶A₁(⁶S)→⁴T₂(⁴G)和⁶A₁(⁶S)→⁴T₁(⁴G)能级跃迁, 因此, SZ₂P:Sn²⁺ 的发射光谱与SZ₂P:Mn²⁺的激发光谱有较大范围的重叠. 结果表明Sn²⁺对Mn²⁺发光有明显的敏化作用. 基于Dexter电多极相互作用能量传递公式和Reisfeld近似原理分析, 荧光粉SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺中Sn²⁺-Mn²⁺离子之间的能量传递机理属于电四极-电四极相互作用引起的共振能量传递, 并计算出Sn²⁺-Mn²⁺离子之间能量传递临界距离R_c ≈ 1.78 nm. 通过改变Sn²⁺, Mn²⁺离子掺杂浓度, 实现了荧光粉发光颜色的调节, 在254 nm短波紫外激发下荧光粉发出较强的蓝白光. 研究结果表明SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺荧光粉有望应用于紧凑型节能灯照明领域, 随着半导体紫外芯片技术的发展, 有潜力应用于未来的白光发光二极管照明领域.     

可见光响应SO2－4／Ce-TiO2的光谱特征及催化性能

采用溶胶‐凝胶法制备了Ce掺杂 T iO2,经 H2 SO4处理得到酸化Ce掺杂 T iO2。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）及X射线光电子能谱（XPS）技术对样品的性质进行了表征,以罗丹明B（RhB）在样品上的可见光催化降解为模型反应,评价了所制备样品的光催化性能。XRD测试结果表明,铈掺杂使 TiO2产生晶格缺陷、粒径减小,有利于光生电荷的转移,继而提高催化剂的活性;FTIR谱图说明SO2－4以桥式双齿配位吸附形式存在;Py‐FTIR谱图显示,酸化铈掺杂TiO2样品表面同时存在Br?nsted和Lewis酸位,但以Lewis酸为主。Lewis酸中心的缺电子性质有利于样品表面的光生电子与光生空穴分离,从而改善催化剂的活性;UV‐Vis结果表明,Ce掺杂减小了TiO2的带隙能,引入的杂能级能够捕获导带上的光生电子和价带上的光生空穴,降低光生电子‐空穴对的复合几率;同时还可以使能量较小的光子激发杂能级上捕获的电子,拓宽光响应范围;XPS分析表明SO2－4／Ce‐TiO2样品上同时存在Ce3＋／Ce4＋的混合价态,Ce3＋／Ce4＋氧化‐还原转换有助于TiO2受光激发后产生的光生电子和空穴的分离,从而提高光量子效率。酸化Ce掺杂TiO2对RhB的可见光催化降解反应有很好的活性,实验结果证明,H2 SO4酸化和Ce掺杂的协同作用改善了样品的可见光响应,促进了其可见光催化反应活性。     

Cr和C共掺TiO_2的电子结构和光学性质的研究

利用第一性原理计算,研究了Cr与C共掺锐钛矿型TiO_2的能带的结构,态密度和光学性质.我们构建了两种不等价的Cr与C紧邻共掺体系:CrC_1-TiO_2和CrC_2-TiO_2.CrC_1-TiO_2体系在价带上方出现了主要由C-2p轨道和Cr-3d轨道耦合成的子带.同时,由于姜-泰勒变形效应,Cr-3d轨道的t_(2g)轨道进一步分裂的成Cr-3d_(yz)轨道在导带底形成附加带,有效带隙较纯TiO_2相比变窄了0.84eV.CrC_2-TiO_2体系带隙中有深带隙态存在,由于深间隙态的存在,价带顶到深带隙的能量宽度为0.84eV,电子从价带顶转移到导带底的所需要的能量将大大减小.最后,我们对纯TiO_2和Cr与C紧邻共掺TiO_2的光学特性进行了计算.结果显示Cr与C共掺TiO_2的光学吸收谱都有很好的可见光区域分布,大大提高了太阳光的利用率.     

Pt-N共掺杂锐钛矿TiO_2的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理中的平面波超软赝势(PWPP)方法对理想TiO_2,N单掺杂,Pt单掺杂和Pt-N共掺杂锐钛矿相TiO_2的电子结构进行计算,分析N单掺杂、Pt单掺杂及Pt-N共掺杂对锐钛矿相TiO_2的晶体结构、能带和态密度的影响.计算结果表明:掺杂后TiO_2的晶格发生畸变,原子间键长的变化使晶格发生膨胀,Pt单掺杂、N单掺杂TiO_2禁带宽度变窄,Pt-N共掺杂TiO_2分别在价带顶和导带底产生杂质能级,且禁带宽度缩小范围大,表明Pt-N共掺杂能进一步提高锐钛矿TiO_2催化性能.     

Photocatalysts of Cr Doped TiO2 Film Prepared by Micro Arc Oxidation

通过微弧氧化法在Na3PO4+K2Cr2O7电解液中制备了系列铬掺杂二氧化钛薄膜. X射线和扫描电镜显示薄膜的主要晶相为锐钛矿型二氧化钛,且表面为多孔结构. 在可见光照射下,薄膜对降解亚甲基蓝和分解水有着较好的光催化性能,这主要是由铬的掺杂引起的.由于铬的掺杂,一方面在二氧化钛中形成了Cr3+/Cr4+离子对,另一方面在带隙中形成了氧的空位能级. 前者降低了电子-空穴的复合几率,而后者在二氧化钛的禁带中形成了新的能级. 新能级的形成使得由二氧化钛价带跃迁至氧空位能级所需的光子能量减少. 另外探讨了微弧氧化形成掺杂二氧化钛薄膜的机制.     

竹红菌乙素(HB)在C60与三乙胺分子间电子转移反应中的光催化作用

用ESR方法探讨了在C₆₀与三乙胺(Et₃ N)的分子间电子转移反应中竹红菌乙素(HB)的光催化作用.通过对Et₃N/C₆₀/HB电子转移反应体系及其中间体的研究得知:在HB存在的条件下,可通过光催化电子转移反应机理,实现室温下由Et₃N到基态C₆₀的分子间电子转移     

不对称菁染料敏化纳米TiO2的光生电流过程

用光电化学方法研究了不对称菁类染料敏化TiO2 纳米结构电极的光电转换过程 .结果表明 ,该染料的电子激发态能级位置与TiO2 纳米粒子导带边位置匹配较好 ,光激发染料后 ,其激发态电子可以注入到TiO2 纳米多孔膜的导带 ,从而使TiO2 纳米结构电极的吸收光谱和光电流谱红移至可见光区 ,其IPCE(Incidentphoton to electronconversionefficiency)值最高可达 84.3 % .并进一步结合现场紫外 可见吸收光谱研究了外加电势对激发态染料往TiO2 纳米多孔膜注入电子过程的影响     

二氧化钌对硫化镉超微粒体系界面电子转移及光反应的催化与阻催化作用

用ESR方法研究了二氧化钌对硫化镉超微粒子界面光诱导电子转移及光催化性能的影响, 结果表明, 与单一的硫化镉胶粒体系的作用不同, 在二氧化钌的存在下的CdS/RuO₂体系, 可对某些底物体系的光反应有明显的增强催化的作用, 而对另一些体系则产生抑制或负催化的作用. 此复合体系的协同作用也与单纯二氧化钌的催化作用有所不同, 故复合体系更有利于界面光反应过程与方向的控制.     

Photosensitization of Imidazole Derivative by ZnO Nanoparticle

A sensitive imidazole based fluorescent sensor like 4, 5-diphenyl-2(E)-styryl-1H-imidazole, for ZnO has been designed and synthesized via simple steps. The absorption, fluorescence, SEM, EDX and IR studies indicate that imidazole derivative is bound on the surface of ZnO semiconductor. Based on photo-induced electron transfer (PET) mechanism, fluorescent enhancement has been explained and apparent binding constant has been calculated. Ligand adsorption on ZnO nanoparticle lowers of the HOMO and LUMO energy levels of imidazole derivative and the chemical affinity between the nitrogen atom of the imidazole and zinc ion on the surface of the nano oxide may be a reason for strong adsorption of the ligand on nanoparticle. The electron injection from photo excited imidazole derivative to the ZnO conduction band (S(*)→S(+) + e (CB) (-) ) accounts for the enhanced fluorescence.     

纳米半导体表面光诱导电子传递动力学——以4oxoTEMPO为电子受体TiO_2表面光还原效率的ESR研究

以４氧２ ,２ ,６ ,６四甲基哌啶酮（４ｏｘｏ２ ,２ ,６ ,６ ,ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ１ｐｉｐｅｒｄｉｎｙｌｏｘｙ 简称４ｏｘｏＴＥＭＰＯ） 作为电子受体,利用消自旋（Ｓｐｉｎ ｃｏｕｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ） 的ＥＳＲ 方法,定量研究了ＴｉＯ２ 纳米半导体表面光诱导电子传递动力学,确定了ＴｉＯ２ 纳米半导体表面光还原速率方程和反应动力学常数．结果发现,在本实验体系中,ＴｉＯ２ 纳米半导体表面光还原对于底物是零级反应,而对于ＴｉＯ２ 则为一级反应,所测得的反应动力学常数能定量地表示ＴｉＯ２ 纳米半导体表面的光还原效率．不同波长光照及相异ｐＨ 值对ＴｉＯ２ 纳米半导体表面光还原速率有不同程度的影响．     

丁胺包裹的CdSe量子点敏化的TiO2纳米晶薄膜电子转移机制

利用超快光谱技术系统研究了在丁胺包裹的CdSe量子点敏化的TiO₂纳米晶薄膜起始时刻界面间电子转移动力学。与之前的报道不同,该实验结果表明:CdSe量子点经过表面修饰后,两相电子注入机制--热电子和冷电子注入得以被证实,即:电子能分别从CdSe量子点导带中高的振动能级和导带底转移到TiO₂的导带。该机制详细描绘了电子在纳米界面间转移的图景。进一步研究发现:热电子注入的电子耦合强度(3.6±0.1 meV)比弛豫后的基态电子注入高两个数量级,基于Marcus理论,伴随着0.083 eV的重组能,冷电子注入的耦合强度值为~50 μeV。