白光LED用Sr0.955Al2Si2-xTixO8：Eu2+荧光粉的晶体结构和光谱特性

由高温固相反应制得Sr_0.955Al₂Si_2-xTi_xO₈：Eu²⁺（x=0~1.0）系列试样,研究了Ti⁴⁺置换Si⁴⁺对其晶体结构和光谱特性的影响。Ti⁴⁺以类质同相替代Si⁴⁺进入晶体晶格中,形成了连续固溶体,其晶胞参数a,b,c,β和晶胞体积V随Ti⁴⁺置换量呈线性递增。Ti⁴⁺置换Si⁴⁺对晶胞参数c的影响显著,b其次,a最小。荧光激发谱为宽带,位于230~400nm,由267nm、305nm、350nm和375nm 4个峰拟合成,表观峰值位于351nm;随着Ti⁴⁺置换量的增加,半高宽（FWHM）从105nm减小到93nm。发射光谱位于380~600nm,表观峰值位于407nm,可由406nm和441nm两峰拟合而成并且随Ti⁴⁺置换量增加线性红移,Ti⁴⁺进入晶格对长波长发射中心影响较少;Ti⁴⁺置换量为1.0时,表观发射峰位从407nm红移至417nm;利用试样荧光光谱和VanUitert经验公式,得出SrAl₂Si₂O₈：Eu²⁺中Sr²⁺的配位数为9。随着Ti⁴⁺置换量Si⁴⁺进入基质晶格,造成Eu-O距离变小,使得Eu²⁺所处的晶体场强度增强,发光中心Eu²⁺的5d能级分裂增大,造成Eu²⁺最低发射能级重心下移,两拟合谱峰峰位均呈线性红移。     

电荷补偿对Ba2ZnGe2O7：Bi3+荧光粉发光性质的影响

采用高温固相法制备了2个系列的荧光粉样品：Ba_2-xZnGe₂O₇：xBi³⁺（系列Ⅰ）和Ba_1.994-yK_yZnGe₂O₇：0.006Bi³⁺（系列Ⅱ）。X射线衍射（XRD）测试结果表明,少量Bi³⁺、K⁺的掺杂不会明显改变材料的物相结构。样品的荧光光谱测试结果表明,虽然2个系列样品的发光光谱都随组成成分变化有少量变化,但发光颜色基本上均为黄绿色。在358 nm的激发下,荧光粉的发射光谱呈现一个峰值在500 nm的宽发射带,归属于³P₁→¹S₀能级跃迁。在500 nm监测下,荧光粉的最强激发峰位于358 nm,归属于¹S₀→³P₁能级跃迁,此外还有一个位于320 nm的肩峰归属于O^2--Bi³⁺电荷转移带。系列Ⅰ样品的光谱数据结果指出,Bi³⁺的最佳掺杂量x为0.006。在该基质中,Bi³⁺掺杂取代Ba²⁺属于不等价取代,会在晶格中产生Ba²⁺空位或间隙O^2-,对材料的发光强度产生负面影响。对此,采用K⁺与Bi³⁺协同掺杂起到电荷补偿的作用,填补Ba²⁺空位或捕获间隙O^2-缺陷。空位被填补或间隙被捕获均减少了晶格畸变,从而使发光强度明显提高。系列Ⅱ样品的光谱数据表明,完全电荷补偿的荧光粉样品相比于没有掺K⁺的样品,其发光强度提高了约2.5倍。     

CaSb2O6:Bi3+,Eu3+荧光粉的制备和发光性质

采用共沉淀法及1 200 ℃后续煅烧4 h,成功制备了CaSb₂O₆:Bi³⁺,Eu³⁺荧光粉,并对其结构及发光性能进行了研究。所制备荧光粉颗粒为六边形类圆饼状,平均尺寸在100~600 nm之间。对CaSb₂O₆:Bi³⁺,Eu³⁺发光的机理分析表明,Bi³⁺对Eu³⁺的发光存在高效的敏化与能量传递。当Bi³⁺和Eu³⁺的掺杂浓度分别为0.5%和8%,Eu³⁺位于580 nm(⁵D₀→⁷F₀ )处的荧光发射显著增强,Bi³⁺,Eu³⁺共掺样品的荧光强度是CaSb₂O₆:Eu³⁺的10倍左右。调节Bi³⁺/Eu³⁺离子掺杂比,色坐标呈现了从蓝、白光到红光的变化,表明该荧光粉可分别作为蓝或红色荧光粉使用,甚至可实现从蓝、白光到红光的自由调控,这为白光LED荧光粉的发展提供了参考。     

双钙钛矿型Ca2Gd1-xTaO6：xTb3+绿色荧光粉的合成与荧光性质

通过高温固相法合成了双钙钛矿型Ca₂Gd_1-xTaO₆：xTb³⁺（CGTO：xTb³⁺）绿色荧光粉。采用X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱、荧光衰减曲线、量子效率（η）测试分别表征了CGTO： xTb³⁺荧光粉的物相、形貌和荧光性质。在紫外光激发下,CGTO： xTb³⁺荧光粉实现了较强的绿光发射,绿光为Tb³⁺离子的⁵D₄-⁷F₅跃迁。通过变温发射光谱研究发现CGTO：0.15Tb³⁺荧光粉的热猝灭活化能为0.181 9 eV。在255 nm的激发下,最佳Tb³⁺掺杂浓度的CGTO：0.15Tb³⁺荧光粉的量子效率为32.32%。     

Li4SrCa (SiO4)2:Eu3+红色荧光粉的合成及其发光性能

采用硅酸盐作为基质材料,通过高温固相法合成了Li₄SrCa（SiO₄）₂：Eu³⁺红色荧光粉。通过X射线粉末衍射、X射线光电子能谱、透射电镜和荧光光谱,对所得样品的物相、形貌及其发光性能进行了表征分析。结果表明,掺入Eu³⁺后,Li₄SrCa（SiO₄）₂的晶体结构并没有发生改变。在393 nm光激发下,荧光粉的荧光光谱中693 nm处发射峰强度最强。以693 nm作为监测波长,荧光激发峰分别为361 nm（⁷F₀→⁵D₄）、375 nm（⁷F₀→⁵G₃）、413 nm（⁷F₀→⁵D₃）、393 nm（⁷F₀→⁵L₆）和464 nm（⁷F₀→⁵D₂）,即样品对近紫外和蓝光有较好的吸收。利用发射光谱研究了Eu³⁺掺杂浓度（物质的量分数）对荧光粉发光强度的影响。当Eu³⁺的掺杂浓度x=0.10时,样品发射强度最强,发射红光,其色坐标为（0.637 5,0.353 7）。通过Dexter强度与浓度关系分析了浓度猝灭机制。     

Sr7Zr(PO4)6∶xEu2+蓝色荧光粉的合成及其发光特性

通过高温固相反应合成了新型的蓝色荧光粉Sr₇Zr(PO₄)₆∶xEu²⁺。通过X射线粉末衍射(XRD)、紫外可见(UV-Vis)吸收光谱、荧光光谱研究了Sr₇Zr(PO₄)₆∶xEu²⁺材料的相纯度及荧光性质。结果表明,Eu²⁺掺杂获得的Sr₇Zr(PO₄)₆∶xEu²⁺荧光粉为纯相,且200~400 nm范围内的近紫外(NUV)光均能对其进行有效的激发。在315 nm的激发下,Sr₇Zr(PO₄)₆∶xEu²⁺荧光粉发射出峰值位于415 nm左右的蓝光,且Eu²⁺在Sr₇Zr (PO₄)₆基质中的最佳掺杂浓度为0.05,相应的CIE色度坐标为(0.164,0.021),比商用BaMgAl₁₀O₁₇∶Eu²⁺(BAM)蓝色荧光粉具有更高的色纯度。     

空气中合成固溶体荧光粉Ba2(Zn, Mg)Si2O7:Ce3+,Eu2+,Eu3+及其发光特性

采用高温固相法在空气中合成了Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇:0.03Eu,yCe³⁺系列荧光粉。分别采用X-射线衍射和荧光光谱对所合成荧光粉的物相和发光性质进行了表征。在紫外光330~360 nm激发下,固溶体荧光粉Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇:0.03Eu的发射光谱在350~725 nm范围内呈现多谱峰发射,360和500 nm处有强的宽带发射属于Eu²⁺离子的4f⁶5d¹-4f⁷跃迁,590~725 nm红光区窄带谱源于Eu³⁺的⁵D₀-⁷F_J (J=1,2,3,4)跃迁,这表明,在空气气氛中,部分Eu³⁺在Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇基质中被还原成了Eu²⁺;当x=0.1时,荧光粉Ba_1.97Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.03Eu的绿色发光最强,表明Eu³⁺被还原成Eu²⁺离子的程度最大。当共掺入Ce³⁺离子后,形成Ba_1.97-yZn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.03Eu,yCe³⁺荧光粉体系,其发光随着Ce³⁺离子浓度的增大由蓝绿区经白光区到达橙红区;发现名义组成为Ba_1.96Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.01Ce³⁺,0.03Eu的荧光粉的色坐标为(0.323,0.311),接近理想白光,是一种有潜在应用价值的白光荧光粉。讨论了稀土离子在Ba₂Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇基质中的能量传递与发光机理。     

Sr2Si5N8∶Eu2+荧光粉的制备与发光性能

以α-Si₃N₄,SrCO₃,Eu₂O₃为原料,采用碳热还原氮化法制备了Sr₂Si₅N₈∶Eu²⁺荧光粉。研究了材料的结构与光谱特性,分析了影响材料发光性能的工艺因素。结果表明,石墨粉含量和助熔剂的用量对Sr₂Si₅N₈相的形成和发光性能有重要影响。当n_C/n_Sr=1.5,助熔剂用量为4wt%时,合成样品的主晶相为正交晶系Sr₂Si₅N₈,在400~550 nm可见光激发下,可发射峰值波长位于609 nm荧光。激发带的位置与Eu²⁺离子浓度无关,为400~550 nm之间的宽带激发;但发射强度随Eu²⁺离子浓度的增加而增加,Eu²⁺离子浓度达到5mol%时发射强度达最大值,在Eu²⁺离子浓度为2mol%~5mol%之间,观察到发射峰的红移现象。     

Eu2+、Mn2+、Sr2+掺杂BaMgAl10O17的燃烧法合成及光致发光性能

在600℃温度下,采用液相燃烧法合成了Sr²⁺、Eu²⁺和Mn²⁺三掺的BaMgAl₁₀O₁₇（BAM）蓝绿荧光粉。用XRD、SEM和荧光光谱仪分别分析和表征该荧光粉的物相、形貌和光致发光性能。结果表明,液相燃烧法合成BAM的温度明显低于传统的高温固相合成法;合成的纳米棒均匀、无团聚现象;荧光光谱仪分析表明Eu²⁺、Mn²⁺离子间存在能量传递,且Sr²⁺能有效提高BAM的发光强度,约为固相法制备荧光强度的1.8倍。BAM：0.1Eu²⁺,0.04Mn²⁺,0.05Sr²⁺色坐标为（0.146,0.250）,属于蓝绿光。     

稀土Y2-xSiO5∶Eux3+纳米发光材料结构对发光性能影响及发光机理研究

用溶胶凝胶法合成了Y_2-xSiO₅∶Eu_x纳米发光材料，使用XRD、FTIR和TEM对其结构进行了表征。讨论了相结构、煅烧温度和Eu³⁺掺杂浓度对材料发光性能的影响及规律。结果显示煅烧温度在900 ℃以下，材料主要呈非晶相结构，900 ℃以上材料主要呈晶态结构；颗粒随煅烧温度升高而增大，在非晶态时颗粒大小在15～45 nm，在晶态时颗粒大小为60～80 nm。激发光谱和荧光发射光谱受材料晶相结构以及Eu³⁺掺杂浓度的影响，在晶态结构中Y_2-xSiO₅∶Eu_x纳米材料呈现更精细的激发和发射光谱。在激发光谱中，电荷转移态吸收(CST)随煅烧温度升高呈现兰移现象，晶态时CST同非晶态相比明显红移；在发射光谱中，非晶态时 ⁵D₀→ ⁷F₂跃迁呈现强的发光峰，随材料制备温度升高而增强，在晶态时该发光峰强度减弱，在长波波段呈现两个新的发光尖峰，并随煅烧温度升高而增强； ⁵D₀→ ⁷F₁发射峰从非晶态转变为晶态后，光谱裂分为三重尖峰；而 ⁵D₀→ ⁷F₀跃迁发光光谱受结构和颗粒大小影响较小。同时在60～80 nm的Y_2-xSiO₅∶Eu_x晶体中，发现材料 ⁵D₀→ ⁷F₂和 ⁵D₀→ ⁷F₁跃迁发光强度，均受Eu³⁺掺杂浓度的影响，当掺杂浓度x=0.4时，材料发光强度最大。     

Ni_xCu_(1-x)Fe_2O_4的H_2/CO_2氧化还原反应性能

完全还原的NixCu1-xFe2O4(x=0.25,0.5,0.75)可用来分解CO2。采用共沉淀法制备了NixCu1-xFe2O4(x=0.25,0.5,0.75)系列铁酸盐的纳米微粒,利用H2-TG数据分析NixCu1-xFe2O4(x=0.25,0.5,0.75)中Cu2+的还原反应动力学数据,得出表观活化能Ea并不是单纯随着Ni2+或Cu2+含量的变化而变化,当x=0.25时反应活化能具有最大值。通过CO2-TG比较不同样品经H2完全还原后分解CO2的活性,得出Ni0.5Cu0.5Fe2O4具有最低的起始反应温度和最大的分解活性,并采用XRDRietveld拟合方法对Ni0.5Cu0.5Fe2O4的完全还原产物和分解CO2产物进行物相分析。     

The regular features of chlorine formation in the systems NaCl-MexOy-O2 and Ca(Zn)Cl2-MexOy-O2

The reaction of sodium, calcium, and zinc chlorides with atmospheric oxygen in the presence of transition metal oxides and antimony oxide at temperatures exceeding the melting temperatures of chlorides was studied. The content of chorine, product of oxidation of chloride ions in molten NaCl and CaCl₂, was determined as a function of the polarization force of cations of transition metal oxides.     

Electronic structure of magnetic semiconductors Cd1 ? xMnxGeAs2 and Cu1 ? xMnxGaTe2

The band structures of pure semiconductors CdGeAs₂ and CuGaTe₂, as well as magnetic semiconductors Cd_{1 − x} Mn _x GeAs₂ and Cu_{1 − x} Mn _x GaTe₂ (x = 0.0625), have been calculated by the density functional theory method. In both compounds, the Mn3d orbitals form a narrow band near the Fermi level. In the case of Cd_{1 − x} Mn _x GeAs₂, the Mn3d orbitals are slightly involved in chemical bonding. In the case of Cu_{1 − x} Mn _x GaTe₂, the same orbitals are considerably involved in chemical bonding. The relationship of these results with the properties of the compounds and ferromagnetism models is discussed. Original Russian Text ? S.V. Murashov, V.G. Yarzhemsky, V.I. Nefedov, E.N. Murav’ev, 2007, published in Zhurnal Neorganicheskoi Khimii, 2007, Vol. 52, No. 8, pp. 1327–1331.     

Ce0.5-xZr0.5-xBa2xO2负载TiO2光催化降解气相苯

在密闭不锈钢反应器内研究了Ce0.5-xZr0.5-xBa2xO2负载锐钛型TiO2光催化降解气相苯的性能.确定了该系列光催化剂的最佳Ba含量,并应用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱以及X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.结果表明,TiO2在载体表面均匀分散.在210~400 nm范围内,TiO2/Ce0.5-xZr0.5-xBa2xO2比TiO2吸收更多的紫外光.TiO2/Ce0.5-xZr0.5-x-Ba2xO2包含Ti和O两种元素,TiO2/Ce0.5-xZr0.5-xBa2xO2的Ti 2p结合能向低能端偏移.Ce0.5-xZr0.5-xBa2xO2表面负载TiO2能有效提高催化剂的光催化活性.Ce0.5-xZr0.5-xBa2xO2的作用是转移电子和使催化剂在紫外区的吸收增强.     

六方类钙钛矿体系La2-xNdxCa2MnO7的结构和相关系

利用柠檬酸盐前驱物法制备了La_2-xNd_xCa₂MnO₇系列样品，并利用Rietveld方法对结构进行了精修。结果表明：体系中存在两个单相区(x ≤ 1.0，x ≥ 1.5)和一个两相区(1.0< x< 1.5)。体系这种结构变化可以用稀土离子半径变化说明。     

Solid Potassium-Conducting Electrolytes in the System K2 ? 2xAl2 ? xPxO4

New high-conductance potassium-cation solid electrolytes based on potassium aluminate are synthesized by means of partial substitution of five-charged phosphorus cations for three-charged aluminum cations and investigated. The maximum conductivity in the system K_{2 − 2x} Al_{2 − x} P _x O₄ is found to equal 5 × 10⁻³ S cm⁻¹ at 200°C and ∼1 S cm⁻¹ at 700°C, which is one of the best values for potassium solid electrolytes. The principal factors responsible for the high conductance are the stabilization of a high-temperature form of potassium aluminate and the formation of additional vacancies in the potassium sublattice, which occurs during the substitution process Al³⁺ → P⁵⁺ + 2V _K ^′ . __________ Translated from Elektrokhimiya, Vol. 41, No. 12, 2005, pp. 1501–1504. Original Russian Text Copyright ? 2005 by Burmakin, Shekhtman.     

新型固体氧化物燃料电池阴极材料Ca2-xSrxFe2O5的电化学性能研究

采用固相法合成了固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极材料2-xSrxFe2O5(x=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20),利用XRD和SEM对其结构和微观形貌进行了表征.结果表明该阴极材料与固体电解质Sm0.8Ce0.2O1.9(SDC)在1000℃烧结时不发生化学反应,且烧结4 h后,二者之间可形成良好的接触界面.利用交流阻抗谱技术对阴极材料的电化学性能进行研究,结果显示,阴极上的反应过程主要为电荷的迁移反应,其中Ca1.95Sr0.05Fe2O5电极在空气中700℃下具有最小的极化电阻为0.95Ω·cm2.当测试温度为700℃时,阴极电流密度为74mA·cm-2时,阴极过电位为100mV.     

A quantum chemical study of self-association of HAlBu 2i and ClAlBu 2i

The self-association of di-iso-butylaluminum hydride and di-iso-butylaluminum chloride is studied at the level of density functional theory and second order M?ller-Plesset perturbation theory. Thermodynamic parameters of the monomeric, dimeric, trimeric, and tetrameric forms of HAlBu₂ ⁱ and ClAlBu₂ ⁱ in a range of 203 K to 373 K are calculated. The energy of solvation is taken into account by the COSMO polarized continuum model. Based on the obtained results the equilibrium concentrations of the associated forms of organoaluminum compounds (OACs) are calculated, which agree with the experimental data. So, at room temperature the dimeric or trimeric forms of OACs are dominant in the gas phase and non-polar solvents; the tetrameric form is present, while the concentration of the monomeric form is negligibly low and decreases with decreasing temperature or diluting.     

SiO2负载氮掺杂TiO2可见光响应光催化剂的制备及性能

以四氯化钛为钛源,尿素为氮源,采用液相水解-沉淀法制得SiO2负载N掺杂TiO2可见光响应TiO2-xNy/SiO2光催化剂(TSN)。以苯酚为模型物,考察了TSN在可见光区、紫外光区及太阳光下的光催化活性,以及催化剂的使用寿命、分离性能。采用XPS、FTIR、UV-Vis DRS、XRD、TEM和低温氮物理吸附等对催化剂的结构进行表征。结果表明,N以阴离子形式进入TiO2体相并置换晶格中的O,适量N掺杂的TSN在紫外光区、可见光区及太阳光下均表现出较高的活性。SiO2与TiO2界面间有Ti-O-Si键形成,结合牢固。N掺杂在TiO2表面生成Ti-O-N键,形成新的能级结构,使催化剂的吸收红移至450~500 nm,诱发TiO2可见光催化活性。SiO2负载可减小TiO2颗粒平均尺寸,增加催化剂比表面积;同时SiO2负载还可改善催化剂的分离性能,提高催化剂使用寿命。     

纳米复合材料Ag/MxOy-TiO2(MxOy=ZnO、Al2O3和Fe2O3)的制备及其微波辅助光催化降解甲基橙

采用溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法,利用表面活性剂EO₂₀PO₇₀EO₂₀(P123)作为模板剂,分别制备了三元纳米复合材料Ag/ZnO-TiO₂、Ag/Al₂O₃-TiO₂和Ag/Fe₂O₃-TiO₂。通过XRD、氮气吸附-脱附测定、TEM以及扫描电子显微镜配合X-射线能量色散谱仪(SEM-EDS)等对合成的3种催化剂进行了对比表征分析。结果表明,复合材料Ag/M_xO_y-TiO₂中Ag以单质形式存在并较好地分布在M_xO_y-TiO₂表面上。所合成产物颗粒尺寸较小(约10 nm左右),形貌较好。其中,Ag/ZnO-TiO₂的比表面积与Ag/Al₂O₃-TiO₂十分相近,略大于Ag/Fe₂O₃-TiO₂。光催化活性研究中,以甲基橙为模型分子且辅以微波场作用。结果显示,上述三元复合材料的活性均明显高于未掺杂银的二元复合材料,其中Ag/ZnO-TiO₂的光催化活性最好,在90 min内对甲基橙的降解率高达86%。