重金属银离子作用于光系统Ⅱ的放氧侧

低浓度的重金属Ag+处理引起菠菜PSⅡ颗粒的室温吸收光谱、室温荧光发射光谱和多肽组分的改变。当Ag+浓度低于1 36×10-2mmol/L时,其室温吸收峰和荧光发射峰下降;当Ag+浓度达到1 36×10-1mmol/L时,其室温吸收峰和295nm激发的荧光发射上升。Ag+处理引起PSⅡ颗粒中的33kD外周蛋白脱落。本文结果表明PSⅡ是重金属银离子的作用部位之一,银离子作用于光系统Ⅱ的放氧侧。     

新型长余辉发光材料SrMgSi2O6:Eu2+,Ln3+的制备及性质

采用凝胶-燃烧法合成了系列稀土离子掺杂的Sr0.94MgSi2O6:Eu0.022+,Ln0.043+(Ln=La,Ce,Nd,Sm,Gd,Dy)蓝色长余辉发光材料,用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对合成产物进行了分析和表征.结果表明:掺杂了不同稀土离子的SrMgSi2O6:Eu2+,La3+的晶体结构均为网方品系结构;其激发、发射光谱的峰形、峰位基本无变化,激发光谱为一宽带,最大激发峰位于400 nm处,次激发峰佗于415 nm处,发射光谱也为一宽带,最大发射峰位于470 nm附近,是典型的Eu2+的4F5d_4f跃迁导致的,不同之处在于其激发光谱、发射光谱强度及余辉性质有所差别,其中Dy3+是最理想的共掺杂稀土离子,Sr0.94MgSi2O6:Eu0.022+Dy0.043+的余辉时间最长,可达4 h;而Sm3+最差,Sr0.94MgSi2O6:Eu0.022+,Sm0.043+的余辉亮度最低,余辉时间最短.     

高掺杂Ce,Gd(Y_(3-x-y)Ce_xGd_y)Al_5O_(12)荧光粉的发光下降及温度猝灭特性

采用高温固相法分别合成了不同Ce浓度掺杂的和固定Ce浓度为0.06不同Gd浓度掺杂的Y3Al5O12(YAG)系列荧光粉,通过测量其激发、发射光谱、漫反射光谱、荧光寿命和变温发射光谱,研究了掺杂元素的浓度对荧光粉发光性能的影响以及荧光粉发光的温度猝灭性质。研究结果表明:荧光粉发光强度随着Ce3+掺杂浓度和Gd3+掺杂浓度的提高均呈下降趋势。分析发现,荧光粉发光强度下降并非主要由浓度猝灭所引起,而是由于高浓度掺杂下发生YAG基质与Ce3+对激发光的竞争吸收,导致Ce3+对激发光的吸收量减少,从而影响发光强度。温度实验表明,随着温度的升高,荧光粉发光强度下降。Ce含量的改变对YAG:Ce荧光粉的热猝灭性质影响较小,Gd的掺杂使荧光粉的发射波长向长波方向移动,同时热猝灭现象严重。     

铈、钐掺杂YAG微晶玻璃制备及光谱性能

以Y2O3-A l2O3-S iO2-L i2O-K2O-Na2O玻璃作为Ce,Sm掺杂基质玻璃,制备出白光LED用YAG:Ce和YAG:Ce,Sm微晶玻璃。利用X射线衍射、荧光光度计对微晶玻璃的晶相、光谱性能及荧光寿命进行了研究。结果表明:掺杂铈或铈钐共掺杂基质玻璃在1400℃热处理得到的几乎是纯YAG晶相;并且YAG:Ce和YAG:Ce,Sm微晶玻璃在454 nm有特征激发峰,说明它们能被蓝光芯片有效激发;在蓝光芯片激发下,YAG:Ce微晶玻璃在480~700 nm产生有效发射,发射光谱中心波长531 nm,同时铈钐共掺微晶玻璃在566,602,615,650 nm都有窄的发射峰,可以提高LED s的显色性、降低色温;此外,浓度掺杂实验表明钐的较好掺杂浓度范围是Ce:Sm为10∶2~10∶10;YAG:Ce和YAG:Ce,Sm微晶玻璃的荧光衰减曲线表明,YAG:Ce微晶玻璃的荧光寿命要长于YAG:Ce,Sm微晶玻璃。     

YVO4∶Sm3+红色发光材料的熔盐法合成与光谱性能

采用熔盐法合成了YVO4∶Sm3+红色发光材料. 用X射线粉末衍射对其结构进行表征, 证实样品为具有锆石结构的YVO4相; 测定了样品的激发与发射光谱; 分析了不同的掺杂浓度和烧结温度对样品发光强度的影响. 研究结果表明, 采用熔盐法合成的样品均可以产生Sm3+的特征发射, 但是与其它方法相比, 熔盐法合成样品位于647 nm处Sm3+的4G5/2-6H9/2发射明显得到加强, 从而使得样品发出明亮的红光, 而不是其它合成方法获得的橙色光. 当掺杂浓度为1%(摩尔分数)且在500 ℃下烧结5 h后, 熔盐法得到的YVO4∶Sm3+荧光粉的发光强度最大.     

绿色荧光粉Ba2-xB2O5:xTb3+的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成了Ba2-xB2O5:xTb3+绿色荧光粉。XRD图谱表明合成物质为纯相的Ba2B2O5晶体。该样品在256 nm(4f8→4f75d1)处有最强激发;有4个发射峰,分别位于489 nm(5D4→7F6),545 nm(5D4→7F5),585 nm(5D4→7F4)和622 nm(5D4→7F3);其中在545 nm处有最强发射。随着Tb3+掺杂浓度的不同,激发峰与发射峰的强度先增大后减小,当x=0.7时最佳。研究了电荷补偿剂Na+对发光性能的影响,样品的发射光谱强度随Na+掺杂浓度的增大而增大,当掺杂浓度达到或超过Tb3+浓度后发射光谱强度下降。     

近紫外激发Sm3+与Sr2+,Ba2+,Bi3+共掺杂的La1/3NbO3的发光性质

通过高温固相反应合成了La1/3NbO3∶Sm3+荧光粉.样品的荧光光谱表明,La1/3NbO3∶Sm3+荧光粉最强的激发带在406 nm,对应于Sm3+的6H5/2→4K11/2跃迁,属于近紫外区(365～410 nm).当激发波长为406nm时,样品的最强发射峰位于596 nm,是由Sm3+的4G5/2→6H7/2跃迁而产生的.因此,La1/3NbO3∶Sm3+可以作为基于近紫外激发的白光发光二极管(LED)的红光材料.而且,La位共掺杂Sr2+,Ba2+和Bi3+使样品的荧光强度大大增加,在最佳掺杂浓度时的量子产率分别为5.4%,7.5%和5.3%.     

Sm~(3+)掺杂(Y,Tb)AG:Ce~(3+)荧光粉的制备及光谱性能

采用柠檬酸溶胶凝胶燃烧合成法制备了一系列组成的(Y,Tb)3Al5O12:Ce3+,Sm3+荧光粉。通过X射线衍射、荧光光谱研究了不同Sm3+离子共掺杂浓度下(Y,Tb)AG:Ce3+荧光粉的晶体结构及光致发光性能。Rietveld全图拟合(Rietveld method of wholepattern fitting)结果表明:掺杂后样品仍为纯立方石榴石相,随着Sm3+离子共掺杂浓度的增加,样品的晶胞参数增大。在467 nm激发下,激发能由Ce3+离子向Sm3+离子单向传递,从而在617nm处出现红光发射。Tb3+离子取代不利于Ce3+离子与Sm3+离子的能量传递,同时Ce3+离子受更强的晶体场作用及与O2-离子间增强的共价性使发射主峰红移,Sm3+掺杂的TAG:Ce体系中,激发能由敏化剂Ce3+离子向激活剂Sm3+离子的传递路径包括5d→4f2F5/2,7/2(Ce3+)和7F6→5D4(Tb3+)到4G5/2→6H7/2(Sm3+)两部分。     

光催化合成金属Ag纳米颗粒的生长机制——晶核密度控制的生长模式转换

利用AgNO3水溶液,通过严格控制TiO2薄膜的化学活性,系统研究了在TiO2表面光催化合成金属Ag纳米颗粒的生长行为。研究发现,光催化合成金属Ag纳米颗粒存在着两个完全不同的生长机制,分别对应着金属Ag纳米颗粒的各向同性和各向异性生长。当溶液浓度较低时,Ostwald熟化(OR)机制主导着金属Ag纳米颗粒的长大过程;当溶液浓度较高时,取向附生(OA)机制决定着金属Ag纳米颗粒长大成纳米片。原位消光光谱分析表明,OR机制和OA机制生长的前期具有相近消光特征,决定金属Ag纳米颗粒生长模式的关键是AgNO3溶液的浓度,更准确地说是金属Ag初级晶核的局域密度。在此基础上提出了有关光催化合成金属Ag纳米颗粒的生长模型。     

KSrBP2O8:RE(RE=Eu2+,Tb3+,Eu3+)荧光粉的制备与发光性能研究

采用高温固相反应法制备了KSrBP2O8:RE(RE=Eu2+,Tb3+,Eu3+)系列荧光粉。利用X射线衍射仪对样品的物相结构进行了分析,结果表明:稀土离子的掺入没有改变荧光粉的主晶相。利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了测试,发现在近紫外光激发下掺杂Eu2+离子的样品具有宽带发射峰,最强发射位于450 nm左右,对应于Eu2+离子的4f65d1→4f7辐射跃迁。随着Eu2+掺杂量的增加,发射光从蓝光逐渐转变到蓝白光。另外,KSrBP2O8:Tb3+和KSrBP2O8:Eu3+能够在近紫外光激发下分别发射出绿光和红光,其最佳掺杂浓度分别为0.04%和0.08%(摩尔分数)。     

光催化合成金属Ag纳米颗粒的生长机制——晶核密度控制的生长模式转换

利用AgNO₃水溶液,通过严格控制TiO₂薄膜的化学活性,系统研究了在TiO₂表面光催化合成金属Ag纳米颗粒的生长行为。研究发现,光催化合成金属Ag纳米颗粒存在着两个完全不同的生长机制,分别对应着金属Ag纳米颗粒的各向同性和各向异性生长。当溶液浓度较低时,Ostwald熟化（OR）机制主导着金属Ag纳米颗粒的长大过程;当溶液浓度较高时,取向附生（OA）机制决定着金属Ag纳米颗粒长大成纳米片。原位消光光谱分析表明,OR机制和OA机制生长的前期具有相近消光特征,决定金属Ag纳米颗粒生长模式的关键是AgNO₃溶液的浓度,更准确地说是金属Ag初级晶核的局域密度。在此基础上提出了有关光催化合成金属Ag纳米颗粒的生长模型。     

CaAl12O19基质中Eu2+-Cr3+的能量传递与发光性质

在还原气氛下高温固相法合成了CaAl12O19:Eu2+,Cr3+荧光粉.样品光谱显示:Eu2+发射带与Cr3+吸收带有重叠,具备Eu2+-Cr3+之间发生能量传递必要条件.在290 nm近紫外光激发下,单掺杂Eu2+和Cr3+时样品均无691 nm发射,仅在Eu2+,Cr3+共掺时才出现691 nm发射,这证明Eu2+和Cr3+之间发生了能量传递,且监测691 nm时样品的激发光谱也证实了这一点.CaAl12O19:1%Eu2+,x%Cr3+样品组的发射光谱研究表明:增大x能提高Cr3+红光与Eu2+蓝紫光发射强度之比及Eu2+-Cr3+之间能量传递效率.CaAl12O19:2%Cr3+,x%Eu2+样品组的激发光谱分析表明:x>2时,Cr3+在415 nm处的吸收效率相对于565 nm有显著提高.还对样品CaAl12O19:1%Eu2+,1%Cr3+荧光寿命和能量传递速率进行了简单分析.     

Cu2+掺杂CdS纳米晶的制备与表征

以巯基乙酸为稳定剂,采用水相合成法制备了Cu2+掺杂的CdS纳米晶. 分别用电感耦合等离子体发射光谱仪、原子力显微镜测试技术对样品的化学成分及形状进行分析表征,研究了掺杂CdS纳米晶的荧光激发与发射光谱. 实验结果表明,在样品制备过程的溶液中回流2 h后,组成为Cd0.99Cu0.01S的样品形状有棒状和粒状2种,Cu2+的掺入使得CdS纳米晶的荧光发射光谱红移,没有掺杂的样品在回流前的最大发射波长在520 nm处,而组成为Cd0.99Cu0.01S和Cd0.98Cu0.02S的样品在回流前的最大发射波长分别为595和610 nm,通过改变Cu与Cd摩尔比可调控CdS纳米晶的发射波长范围.     

CaO-SiO2-B2O3:Sm2O3玻璃的合成及Sm3+发光性质研究

用常规的高温合成法合成了CaO-SiO2-B2O3Sm2O3玻璃, 探讨了玻璃的最佳合成温度、玻璃的吸收光谱, 并研究了其发光性质. 在CaO-SiO2-B2O3Sm2O3玻璃体系中观察到了Sm3+的发射光谱. 样品的发射光谱有3个主要荧光发射峰, 峰值波长分别为568, 605, 650 nm, 其中最强峰为605 nm,可见发射起源于Sm3+离子4f电子的f-f跃迁. 其中568 nm对应于4G5/2→6H5/2跃迁、 605 nm对应于4G5/2→6H7/2跃迁、 650 nm对应于4G5/2→6H9/2跃迁, 光谱性质表明这种玻璃体系能够把太阳光中的紫外光转换成红光, 从而增强红光的发射强度. 可以利用这些玻璃的发光性质来制备农用转光玻璃.     

纳米SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料的制备与性能

采用水热-均匀共沉淀法制备了纳米SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料.通过XRD、TEM、荧光光谱、热释光谱对其结构和性能进行分析.XRD结果表明所制备的SrAl2O4:Eu2+Dy3+纳米发光材料为单相,属单斜晶系.TEM测试表明纳米SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发光材料为规则的球状粒子,粒径为50～80 nm,且分散性良好.激发和发射光谱测试表明,样品的激发光谱是峰值在356 nm 的连续宽带谱,发射光谱是峰值位于512 nm的宽带谱,与SrAl2O4:Eu2+,Dy3+粗晶材料相比,激发和发射光谱都出现了"蓝移"现象.样品的热释光峰值位于358 K,适合于产生长余辉.     

橙红色荧光粉Ca_(1-x-y)Sm_xBi_ySiO_3的制备及其发光性能

以Sm3+作为激活剂,Bi3+作为辅助激活剂,采用水热法合成Ca1-x-ySmxBiySi O3前驱体,然后在1 100℃焙烧得到系列橙红色荧光粉。用X-射线衍射仪、扫描电镜和荧光分光光度计和傅里叶变换红外光谱等手段对样品的组成、结构和形貌及其发光性质进行分析和表征。分析结果表明:产物都为三斜晶系结构的Ca1-x-ySmxBiySi O3和四方结构的方石英Si O2共熔体。在405 nm近紫外光激发下,产物的发射光谱由3个峰组成,发射峰值位于566、606和650 nm处,分别归属于Sm3+的4G5/2→6HJ/2(J=5,7,9)跃迁。产物的激发光谱在405 nm有很强的发射带,与近紫外LED芯片匹配。随着Sm3+掺量的增加,样品发光强度先增强后减弱,当Sm3+的物质的量分数为3%时发光强度达到最大,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。当Bi3+的物质的量分数在0.3%~1.5%时,对产物Ca0.97Sm0.03Si O3的荧光强度起敏化作用。Sm3+和Bi3+的最佳物质的量分数分别为3%和0.5%。     

纳米晶ZrO2:Sm3+的制备与发光性质研究

用化学共沉淀法制备了Sm3 掺杂浓度不同、煅烧温度不同的纳米晶ZrO2:Sm3 系列发光粉体,所制备的粉体均具有Sm3 离子特征强室温荧光发射.通过XRD分析发现:经600℃煅烧2 h后制备的纳米晶ZrO2:Sm3 是四方相结构;经800℃煅烧2 h得到的样品,以四方相为主,有少量单斜相;经950℃煅烧2 h后得到的样品,以单斜相为主,四方相的比例较小.不同煅烧温度下样品发光性质研究表明:因经不同温度煅烧制备的样品所处晶体场环境不同,发光中心也不同,经800和950℃煅烧的样品中稀土离子占据两种不同的格位,其一为四方相格位,其二是单斜相格位;ZrO2基质与Sm3 之间有能量传递,单斜相结构更有利于能量传递.荧光强度与掺Sm3 浓度关系研究表明:荧光强度先随Sm3 浓度提高而增强,在浓度达0.7%(摩尔分数)时达到最大,然后又随之降低.     

Ag2S2O7/Ag2O纳米颗粒异质结构的制备及其太阳光全光谱光催化降解应用

Ag2O是优良的感光材料,很少作为光催化材料,而常被用作光催化材料的共催化剂.此外,由于Ag2O禁带宽度窄,且可有效吸收近红外光,因而不能用于全太阳光谱的光催化应用中.同时很少被用作NIR催化剂.本文中不仅研究了纳米Ag2O颗粒的UV-Vis光催化性能,而且还系统探究了其NIR光催化活性.由于在紫外线和可见光的照射下,Ag2O纳米颗粒易发生光还原失活,因而对Ag2O表面硫化处理,使其表面上生长Ag2S2O7层以形成Ag2S2O7/Ag2O异质结,探究了该异质结UV-Vis光催化活性及其光催化循环稳定性;同时,考察了其近红外光催化及其重复使用性能.利用沉淀法成功制备了Ag2O纳米颗粒,并通过在其表面部分硫化处理得到Ag2S2O7,成功构筑Ag2S2O7/Ag2O异质结构,并研究了该Ag2S2O7/Ag2O异质结构UV-Vis-NIR光催化降解有机污染物性能.研究表明,Ag2O纳米颗粒在光子能量较低的NIR照射条件下具有较强的光催化活性,但UV-Vis照射下,虽然Ag2O具有光催化活性,但易发生光还原生成单质银,降低其光催化稳定性;Ag2S2O7/Ag2O纳米异质结,虽然在UV-Vis-NIR范围内光催化活性略降于Ag2O,但稳定性显著提高,总体来看,Ag2S2O7/Ag2O异质结构在全光谱催化方面更具优势.这主要是由于Ag2O表面部分硫化得到的Ag2S2O7纳米颗粒,且二者之间能带匹配促进了光生载流子分离,同时Ag2O表面的Ag2S2O7颗粒直接吸收能量较高的UV-Vis,进而保护内部Ag2O,抑制了其自身还原,可显著提高Ag2S2O7/Ag2O异质结在UV-Vis-NIR催化活性及稳定性.实验结果分析表明,Ag2S2O7/Ag2O异质结纳米颗粒在UV-Vis-NIR条件下均具有稳定且高效的光催化活性,其主要原因为:(1)具有窄带隙的Ag2O可有效拓宽该异质结的光谱吸收;(2)Ag2S2O7/Ag2O异质结能带匹配可有效促使光生载流子分离;(3)Ag2O颗粒表面的Ag2S2O7纳米颗粒可有效提高Ag2S2O7/Ag2O异质结纳米颗粒的光化学稳定性,尤其是在UV-Vis条件下的化学稳定性.Ag2O纳米颗粒受到光照(UV-Vis-NIR)激发后产生电子-空穴对,由于Ag2S2O7与Ag2O能带位置的匹配,Ag2O导带的光生电子注入Ag2S2O7的导带;而Ag2S2O7价带的光生空穴注入Ag2O的价带.Ag2O表面的Ag2S2O7颗粒可有效捕捉电子,从而阻止Ag2O产生的电子-空穴对复合,进而提高光催化活性;同时当光子能量较高(UV以及部分短波长的Vis)时,Ag2O表面的Ag2S2O7颗粒直接吸收该部分光能,进而保护内部Ag2O发生自身还原,因此,Ag2S2O7/Ag2O异质结纳米颗粒在UV,Vis及NIR条件下均具有稳定且高效的光催化活性,在高效利用全光谱光催化降解有机污染物方面具有较大的潜力.     

固相反应法制备BaHfO3∶Ce纳米粒子及发光特性

通过固相反应法合成了BaHfO3:Ce纳米粒子.采用XRD、SEM等手段分析了粉体合成过程的物相变化及形貌特性:用荧光光度计分析了样品的激发和发射光谱.结果表明:混合粉体经1000℃煅烧2 h,合成出近似球形、分散性良好的BaHfO3:Ce纳米粒子.一次粒径约30 nm.掺杂少量Ce3+离子能引起基质BaHfO3的晶格畸变,并未改变立方晶系结构.BaHfO3:Ce样品的激发光谱由2个激发峰构成,峰值分别位于396和446nm处.396 nm波长激发的发射光谱主要由2个发光谱带组成,其峰值分别位于531和591 nm波长处,发光机制对应Ce3+的5d→2F5/2和5→2F7/2能级跃迁.用446 nm波长激发时,只有一个宽带发射峰,峰值位于593 nm处,而530 nm附近的峰已趋于平缓.当掺杂Ce3+u的物质的量分数为0.9%时,发射峰值达到最大;当Ce3+含量为1.1%时,导致发射峰值强度降低,这是由于Ce3+的浓度猝灭产生的.     

Ce,Mn∶YAG单晶的生长及光学性能

采用提拉法生长了白光发光二极管(LED)用Ce,Mn∶YAG单晶,通过X射线衍射(XRD)测试、X射线吸收精细结构(XAFS)测试、吸收光谱和激发发射光谱对其晶相结构、掺杂Mn的价态和光谱特性进行了表征,并研究了晶片厚度及驱动电流的变化对LED器件光电性能的影响.在460 nm蓝光的激发下,Ce,Mn∶YAG单晶的发射光谱可由中心波长526和566 nm的宽带发射峰复合而成.XAFS测试结果表明,所得单晶中掺杂Mn的价态以正二价为主.由于Ce3+和Mn2+在YAG单晶中存在能量传递,荧光光谱中566 nm处的橙色发射峰对应于Mn2+离子4T1→6A1能级的辐射跃迁.