Bi掺杂对La_(0.1)Sr_(0.9)TiO_3陶瓷热电性能的影响

在5%H_2+95%N_2(V/V)还原气氛中1 500℃烧结4 h制备La_(0.1)Bi_xSr_(0.9-x)TiO_3(x=0、0.05、0.075、0.1)陶瓷,并对其组成、显微结构和热电性能进行研究。结果表明:掺Bi试样的主晶相均为Sr Ti O3,当Bi掺杂量大于0.075时,样品中出现少量Bi_2O_3杂相;掺Bi试样的晶粒发育完全,形状规则,结合紧密,显示出Bi_2O_3良好的助烧效果。另外,Bi元素掺入使La_(0.1)Sr_(0.9)TiO_3陶瓷的电导率和Seebeck系数绝对值显著增加,说明Bi元素的掺入可有效提高材料的载流子浓度和载流子迁移率。其中,x=0.075时试样的功率因子最大,在400℃时为692μW·m~(-1)·K~(-2)。虽然其热导率比未掺杂Bi试样有所提高,x=0.075时试样的ZT值在500℃时仍可达0.172,比未掺杂Bi试样提高了130%。     

静电纺丝法制备La_(0.67)Ba_(0.33)MnO_3微纳米纤维及其红外发射率研究（英文）

采用静电纺丝法结合溶胶-凝胶技术制备了钙钛矿型La_(0.67)Ba_(0.33)MnO_3微纳米纤维,并利用差示扫描量热-热失重分析(DSC-TGA)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等技术对产物进行了表征,利用IR-2红外发射率测试仪测试了La_(0.67)Ba_(0.33)MnO_3在280~370 K范围内的红外发射率.结果表明,La_(0.67)Ba_(0.33)MnO_3在600℃时已形成钙钛矿结构.随着煅烧温度的升高,La_(0.67)Ba_(0.33)MnO_3的形貌由纤维状向三维网络状转变,并最终失去纤维形态.在280~370 K范围内,La_(0.67)Ba_(0.33)MnO_3微纳米纤维的红外发射率随温度升高而升高,由0.564增加至0.689.利用钙钛矿材料双交换理论解释了这一现象,并进一步探讨了其在红外发射率可变材料中的应用前景.     

Bi_2O_3掺杂对Ag(Nb_(0.8)Ta_(0.2))O_3陶瓷结构和介电性能的影响(英文)

本文研究了Bi2O3掺杂对Ag(Nb0.8Ta0.2)O3陶瓷的结构和介电性能的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,Bi2O3的掺杂可以使陶瓷中Ag+被还原并析出,且银析出的量随Bi2O3掺杂量的增加而不断增加,这可能源自于Bi3+对Ag+的取代。在一定范围内增大Bi2O3掺杂量可提高Ag(Nb0.8Ta0.2)O3陶瓷的室温介电常数,降低介电损耗,并使温度系数向负值方向移动。当Bi2O3的掺杂量约为3.5wt%时,样品具有较大的介电常数(ε=672)和较小的介电损耗(tanδ=7.3×10-4)。     

La0.67Ba0.33MnO3中Bi掺杂产生的低场磁电阻增强效应

将Bi2O3掺杂到溶胶-凝胶法制备的La0.67Ba0.33MnO3(LBMO)微粉中, 结果发现随着Bi的掺杂, 材料的磁化强度和居里温度基本不变, 但电阻率发生明显变化, 在0～10% (摩尔分数)的掺杂范围内, 电阻率先急速上升后缓慢降低. 掺Bi可以使低温下的低场磁电阻得到显著增强, 但并不改变与双交换作用有关的本征磁电阻; 掺Bi也使室温下的磁电阻得到明显增强.     

Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12掺杂BaTiO3基X8R陶瓷微观结构与介电性能

研究了Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12掺杂对钛酸钡基陶瓷微观结构和介电性能影响。结果表明,掺杂Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12后钛酸钡基陶瓷晶粒明显长大,同时烧结温度可由1 280℃降低至1 180℃。系统的介电性能和Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12的掺杂量有密切关系。当Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12的掺杂量从0.5mol%增加到2mol%,体系的居里峰被明显压低和展宽,当掺杂量为2mol%时居里峰变得不明显。当Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12的掺杂量从0.5mol%增加到2mol%,系统的居里温度由131℃升高至139℃。当Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12的掺杂量为1mol%时,钛酸钡基陶瓷介电常数为1 930,介电常数温度变化率为5%(-55℃),13%(134℃),-8%(150℃),满足X8R标准。     

(La,Mn)共掺BiFeO3材料的合成及性质研究

改善BiFeO3性能的有效途径,就是对其进行掺杂或与其他钙钛矿材料复合固熔。由于稀土元素与Bi的化合价相同,较容易取代Bi离子,而且Mn,Cr的掺杂又可提高BiFeO3的磁性。通过掺杂,采用溶胶-凝胶法合成了Bi1-xLaxFe0.8Mn0.2O3材料(x=0.3,0.35,0.4),用XRD测试了其晶体结构,通过原子力显微镜测试其表面形貌。通过对复合陶瓷(Bi1-xLaxFe0.8Mn0.2O3)的磁性能、介电性能和磁电耦合性能的研究,作出复合陶瓷的M-H磁滞回线。结果显示:随着La掺杂量的增加,原胞体积变小,x=0.4时,颗粒进一步细化;磁滞回线显示,随着La掺杂量的增加,剩磁逐渐增大,磁性能得到一定的改善,磁电耦合性能进一步提高,但介电性能有所减弱。     

Ba0.98Bi0.02(Ti0.9Zr0.1)1-xCuxO3陶瓷的介电性能、弛豫行为与结晶化学特性

采用固相合成法,Bi3+作施主掺杂A位,Cu2+作受主掺杂B位,制备了Ba0.98Bi0.02(Ti0.9Zr0.1)1-xCuxO3(x=0,0.01,0.02,0.03)陶瓷样品。借助XRD、LCR等研究了该陶瓷的结构与介电性能。结果表明:当x=0.03时,陶瓷样品出现第二相。通过GULP模拟,缺陷偶极子的稳定性从低到高依次为:[2BiBa.+VBa″]、[2BiBa.+CuTi/Zr″]、[CuTi/Zr″+VO..],结合实验可知:介电弛豫程度与晶体中缺陷偶极子的存在形式相关,其中x=0.01时,晶体中以[2BiBa.+CuTi/Zr″]为主。随Cu2+掺杂量的增加,介电常数增加,介电常数与B位键价和呈反比变化、与八面体BO6的体积呈正比变化。     

超细粉Pb_(0.75)Ca_(0.25)[(Ni_(1/3)Nb_(2/3))_(0.08)Ti_(0.912)Mn_(0.008)]O_3的制备与表征

报道了用化学共沉淀法制备掺杂 Ca、Ni、Nb、Mn钛酸铅超细陶瓷粉末的方法。制得的粉料化学式为 :Pb0 .75Ca0 .2 5[(Ni1 / 3 Nb2 / 3 ) 0 .0 8Ti0 .91 2 Mn0 .0 0 8] O3 ,粒径小于 0 .1μm,所有的掺杂元素均能定量掺入。     

XPS study of Ba_(0.6)K_(0.4)BiO_3

Single crystal Ba_(0.6)K_(0.4)BiO_3 was studied by using XPS.The results show that there isno evidence for the presence of Bi~(5+) in single crystal of Ba_(0.6)K_(0.4)BiO_3;instead,there is evidence forthe presence of mixed valent Bi~(3+) and Bi~((3+)-δ).Moreover,the O1s XPS results suggest the presenceof mixed valent O~(2-) and O~(1-),and the valence band spectrum suggests the high degree of covalencyfor Bi—O bonds.     

荧光粉Ba_(5-3x/2)B_4O_(11):xEu~(3+)的制备及发光性能

采用高温固相烧结法成功制备了Ba_(5-3x/2)B_4O_(11):xEu~(3+)(x=0. 02～0. 22)荧光粉,利用XRD和SEM等对荧光粉进行了结构和形貌表征。在激发波长为393 nm的条件下,发射峰(596、621、657和706 nm)与Eu~(3+)的5D0-7FJ(J=1,2,3,4)电子跃迁相对应,其中621 nm最强发射峰由Eu~(3+)离子5D0→7F2电偶极跃迁造成。文章还研究了Eu~(3+)掺杂浓度对Ba_(5-3x/2)B_4O_(11):xEu~(3+)发光性能的影响,结果表明,荧光粉的发光强度随着Eu3+掺杂量的增加呈现先增大后减小的趋势,Eu~(3+)最佳掺杂量为0. 16。     

Ti(Ⅳ)掺杂Bi_2O_3电子结构和可见光催化活性的原理

密度泛函理论(DFT)计算对掺杂体系新型环境光催化剂设计开发具有指导意义.基于DFT框架下的第一性原理平面波超软赝势方法(USPP),对α、β、γ、δ-Bi2O3晶体几何结构分别进行了优化计算,从理论上得到了Bi2O3的总体态密度(TDOS)和Bi、O原子的分波态密度(PDOS).在此基础上对Bi2O3超晶胞进行Ti(IV)的掺杂计算,讨论了Ti(IV)掺杂对各种Bi2O3的电子结构和光吸收特性的影响.结果表明Ti(IV)掺杂Bi2O3晶体后,Ti(IV)的3d轨道进入禁带并与O2p、Bi6p轨道作用,使禁带宽度(Eg)变小,Bi2O3的吸收边红移,从而有助于Bi2O3光催化活性的改善.通过水热合成法制备的Ti(IV)掺杂Bi2O3样品的紫外-可见光漫反射光谱验证了计算的结果.在光催化降解有机染料结晶紫的实验中,光催化剂活性的改善进一步得到证实.     

Bi/Yb3+,Er3+:TiO2复合纳米纤维的合成及光催化产氢性能

以静电纺丝技术制备的稀土Yb~(3+)和Er~(3+)共掺杂TiO_2纳米纤维为基质,结合水热法合成了Bi复合Yb~(3+),Er~(3+)∶TiO_2纳米纤维光催化剂。以三乙醇胺为牺牲剂,研究了Bi/Yb~(3+),Er~(3+)∶TiO_2的紫外、可见、近红外和全谱光催化产氢性能。结果表明:全谱光照5 h,产氢速率达到1 650.3μmol·g~(-1)·h~(-1)。Bi作为一种新兴的非贵金属具有独特的等离子体光催化或辅助光催化性能,能与稀土元素丰富的能级结构和特殊的上转换发光特性相结合。对TiO_2进行双重协同修饰改性,可以有效提高TiO_2纳米纤维的光催化活性。     

Ba2CdMoO6及新化合物—Sr2CdMoO6晶体结构的研究

自从对Sr_2CaWO_6的相变和晶体结构研究以后,引起了我们对该类型化合物A_2~ⅡB~ⅡB~ⅥO_6的兴趣(A~Ⅱ=Ba~( 2),Sr~( 2);B~Ⅱ=Ca~( 2),Cd~( 2),Fe~( 2),Co~( 2),…;B~Ⅵ=W~( 6),Mo~( 6)),它们属于复杂的钙钛矿型结构,且具有一定的规律性。据文献[2]报导Ba_2CaWO_6属立方晶系,而文献[1]报导Sr_2CaWO_6低温相属正交晶系。在元素周期表中Mo和W同属于ⅥB族,它们的化学性质相似,二元素的离子半径也非常相近,Cd和Ca虽不同族,但离子半径很相近,化合价相同。为此,本文用Mo~( 6)代替W~( 6),Cd~( 2)代替Ca~( 2)来研究Ba_2CdMoO_6和Sr_2CdMoO_6的晶体结构。文献[3]对Ba_2CdMoO_6做了简单的报导,但Sr_2CdMoO_6则未见报导。     

Ba_3Y(PO_4)_3∶Dy~(3+),Eu~(3+)单基质白光荧光粉的制备与发光性能

为了探究在Dy~(3+)掺杂Ba_3Y(PO_4)_3荧光粉中共掺Eu~(3+)离子对其发光性能的影响,我们采用传统高温固相法制备了一系列Dy~(3+)、Eu~(3+)单掺杂和共掺杂Ba_3Y(PO_4)_3荧光粉。通过X射线衍射(XRD)、荧光发射光谱和荧光衰减曲线对样品进行了表征。结果表明,所制备的荧光粉呈闪铋矿立方相。在近紫外光激发下,Ba_3Y(PO_4)_3∶Dy~(3+)发射光谱在487和578 nm处有两个窄带发射峰,呈冷白光发射;Ba_3Y(PO_4)_3∶Eu~(3+)发射光谱的窄带发射位于594和616 nm处,呈发橙红光。在Ba_3Y(PO_4)_3∶Dy~(3+),Eu~(3+)中,由于Eu~(3+)离子补偿Dy~(3+)冷白光发射所缺的红色组分,从而实现了色纯度高、色温适中的暖白光发射。进一步探索了Ba_3Y(PO_4)_3∶Dy~(3+),Eu~(3+)荧光粉发光机理。所制备的Ba_3Y(PO_4)_3∶Dy~(3+),Eu~(3+)单基质白光荧光粉在白光近紫外激发白光二极管(UVWLED)领域具有潜在应用价值。     

Ti掺杂对(LaMn1-xTixO3)0.67(NiMn2O4)0.33(0≤x≤0.7)陶瓷材料微结构及电性能影响

采用氧化物固相法制备(LaMn1-xTixO3)0.67(NiMn2O4)0.33系列NTC(Negative temperature coefficient)复合热敏电阻材料。利用TG/DSC、激光粒度分析、XRD、SEM、阻-温特性和老化性能测试等手段,确定了粉体煅烧温度,表征了粉体的颗粒尺寸、陶瓷体的物相、形貌及其电学特性、稳定性等与Ti掺杂量的关系。结果表明:在1 200~1 300℃烧结温度范围内,(LaMn1-xTixO3)0.67(NiMn2O4)0.33复合体系的电阻率ρ25℃随Ti含量的增加而显著增加;电阻率ρ25℃和B值变化范围分别为4.4~53 179Ω.cm、1 357~3 998 K。125℃下老化1 000 h阻值变化率ΔR/R0均小于0.51%。该复合体系电阻率、B值调整范围较大,稳定性好,是一种具有实际应用价值的NTC热敏电阻材料。     

Fe~(3+)掺杂三维分级纳米Bi_2WO_6的合成及其光催化活性增强机理(英文)

利用水热法合成了Fe3+掺杂的三维分级纳米Bi2WO6,借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(HRTEM)、能谱(EDS)、紫外可见漫反射(UV-Vis-DRS)等测试手段对所得样品的相组成、形貌和谱学特征进行了表征。选择罗丹明B为模型污染物研究所得样品在可见光下的催化活性。结果表明,Fe3+掺杂Bi2WO6为新颖的分级纳米结构,且Fe3+掺杂能有效提高Bi2WO6的光催化活性,Fe3+掺杂量对Bi2WO6活性的影响显著;实验结果还表明,所得Fe3+掺杂Bi2WO6催化剂的稳定性较好,易于回收。此外,还对Fe3+掺杂Bi2WO6的光催化活性增强机理进行了研究,缺电子的Fe3+作为电子捕获中心有利于促进光生电子-空穴对的分离,从而提高Bi2WO6的光催化活性。     

S掺杂的还原态TiO_(2-x)的制备及其可见光催化性能（英文）

作为一种稳定、价廉的光催化剂,TiO_2被广泛应用于各种污染物的降解;但是,较大的宽禁带(~3.2 eV)和较低的电子迁移率不仅使TiO_2很难吸收可见光,而且光生电子和空穴的复合几率高,从而导致TiO_2的总体光电效率不高.因此,设计能够被可见光激发、并具有快速光生电子传输的TiO_2一直是研究热点.研究表明,Ti~(3+)自掺杂的TiO_2(还原态TiO_(2-x))不仅能够被可见光激发,而且使TiO_2具有良好的电子导电性,从而有利于提高TiO_2的光电转换效率.另外,非金属元素的掺杂能够减小TiO_2的禁带宽度,使TiO_2能够响应可见光并具有良好的可见光催化性能,其中S元素的掺杂被广泛研究.目前,S掺杂纳米TiO_2的制备通常采用TiS2,单质S,硫脲、二甲亚砜等为S源,但这类原料通常价格昂贵或者具有一定的毒性,因而实际应用受到限制.而制备Ti~(3+)自掺杂TiO_2的方法大都是基于"还原法",在真空或强还原性气氛如H_2,CO中加热TiO_2,或采用高能粒子(电子、氩离子)轰击.在实际应用中,这些方法存在步骤多、条件苛刻、反应时间长和设备昂贵等不足.而且,还原法反应通常发生在颗粒的表面,形成的Ti~(3+)很容易被空气和水中的溶解O2氧化,降低材料的稳定性.虽然在温和的液相中还原Ti4+可用于制备Ti~(3+)掺杂的TiO_2,但是由于反应过程中有副产物生成,需要进行后续处理才能得到纯的Ti~(3+)自掺杂TiO_2.因此,设计一种简单的制备S掺杂还原态TiO_(2-x)光催化剂仍具有十分重要的意义.前期我们采用H_2O_2氧化TiH_2得到不同状态的前驱体凝胶,然后进行不同方式的后处理得到Ti~(3+)自掺杂的纳米TiO_2.本文以TiH_2和H_2O_2反应得到的黄色前驱体凝胶为Ti源,以价格低廉、无毒、稳定的二氧化硫脲为S源和还原剂,采用不同的方法制备了S掺杂的还原态TiO_(2-x)光催化剂.本文初步研究了在凝胶中加入二氧化硫脲后进行水热处理,以及将干燥的凝胶粉末与二氧化硫脲混合热处理对所得产物的影响.并与纯的TiO_2、还原态TiO_(2-x)和S掺杂TiO_2的光吸收、电化学、光催化性能进行对比研究.采用X射线衍射、透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X-射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、比表面分析和电化学工作站等技术对产物的结构、形貌和光电性能进行了表征.以罗丹明B(RhB)溶液为模拟废水,考察样品的可见光催化性能.结果表明,不同的后续处理方式不仅影响S掺杂TiO_(2-x)的结晶性和形貌,而且影响产物的光吸收性能和电子传输性能,从而使不同条件下所得产物的可见光催化性能不同.其中,采用热处理方式得到的S掺杂TiO_(2-x)样品在可见光下降解RhB的速率分别是纯的TiO_2,TiO_(2-x)和S掺杂TiO_2的31,2.5和3.6倍,而且样品具有良好的循环稳定性.     

La_(1-x)Ca_xMnO_(3+δ)钙钛矿催化剂制备及其甲烷催化燃烧性能研究

采用柠檬酸配合法制备了系列La1-xCaxMn O3+δ(x=0,0.03,0.05,0.07,0.1,0.15,0.2)催化剂,采用低温N2物理吸附,氢程序升温还原(H2-TPR)、氧程序升温脱附(O2-TPD),X-射线衍射(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)研究了其物理化学性质,并考察了甲烷催化燃烧活性.结果表明,当Ca摩尔掺杂量为0.1时,催化活性最好.XRD和BET表征结果表明Ca可以进入钙钛矿结构中,Ca掺杂对催化剂的比表面积无显著影响.H2-TPR和XPS表征结果表明Ca掺杂增加了Mn4+的含量.O2-TPD表征结果表明适量Ca掺杂可以降低晶格氧脱出温度.Mn4+具有较强氧化性,因此提高了催化活性,但随着Ca掺杂量增加,催化剂表面吸附氧含量有所减少,表明气相中氧难以迅速补充消耗的晶格氧,Ca掺杂量继续增加又会使催化活性有所下降.依据反应机理,Ca掺杂一方面可以促进Mn4+含量增加,有利于催化活性;另一方面会使催化剂表面吸附氧含量有所下降,降低了催化活性.     

Bi掺杂NaTaO3中Bi的化学价态对其光催化性能的影响

分别采用NaBiO3和Bi(NO3)3为Bi源制备了Bi掺杂NaTaO3光催化剂,研究了Bi离子的价态对NaTaO3光催化分解水制氢性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见吸收光谱研究了催化剂的晶体结构、Bi离子的化学状态和催化剂的光学吸收性能.以光催化分解水制氢反应研究了Bi离子掺杂NaTaO3的催化性能. XRD结果表明,对于两个不同Bi源掺杂的NaTaO3样品, Bi离子的掺杂没有改变催化剂的单斜相结构,但拉曼光谱证实Bi离子的掺杂致使Ta–O–Ta键角偏离了180o. XPS结果表明,以Bi(NO3)3为Bi源时, Bi离子以Bi3+掺杂于NaTaO3的A位;当以NaBiO3为原料时, Bi3+和Bi5+共掺杂于NaTaO3的A位.两种不同Bi源掺杂得到的样品在紫外-可见吸收光谱中给出了相似的光学吸收,但Bi3+的掺杂对NaTaO3光催化性能影响不大,而Bi3+和Bi5+共掺杂大大提高了NaTaO3的光解水制氢性能. Bi离子取代Na离子在A位的掺杂,在NaTaO3结构中引入了能够促进载流子分离的空位和缺陷;与此同时, Bi的掺杂导致Ta–O–Ta键角偏离180o而不利于载流子迁移.对于Bi3+掺杂的NaTaO3样品,这两种作用相互抵消,使得其催化性能与NaTaO3相比没有变化;而Bi3+和Bi5+的共掺杂和高价态Bi5+的掺杂引入了更多的空位和缺陷,提高了光生电子-空穴的分离效率,从而提高了光催化产氢性能.研究表明,光催化过程中载流子的迁移是影响催化性能的重要因素,而在ABO3钙钛矿结构的A位引入高价态离子是促进光生载流子分离的有效途径.     

Novel Ba_(0.5)Sr_(0.5)Fe_(0.8)Zn_(0.2)O_(3-δ) membranes for POM

A novel cobalt-free perovskite based on Ba_(0.5)Sr_(0.5)Fe_(0.8)Zn_(0.2)O_(3-δ)(BSFZ)were prepared by EDTA-citric acid method.The lattice constants of the BSFZ perovskite were characterized by in situ high-temperature X-ray diffraction(HTXRD).The thermal expansion coefficient of BSFZ is 10.5×10~(-6)K~(-1),which is lower than that of cobalt-based perovskite materials.The BSFZ membrane was also used to construct reactors for the partial oxidation of methane(POM)to syngas.Results show that the BSFZ membrane...