金属离子对溴碘化银乳剂微晶体的掺杂效应——Ⅰ.Fe3+的掺杂

应用常规感光测定法、电镜法、介电损耗仪和微波光导仪研究了Fe³⁺对卤化根乳剂微晶的掺杂效应,结果表明:Fe³⁺使卤化银乳剂的感光度降低,灰雾降低,而反差变化不大。电镜观察和介电损耗测量表明:Fe³⁺在物理成熟过程中对乳剂颗粒大小和离子电导率的影响不大,而微波光导数据表明,掺杂对电子电导的影响是明显的。上述结果表明:在AgBr中,Fe³⁺起了深的电子陷阱作用,使光电子徙动路程缩短,影响潜影的形成效率。     

掺杂正八面体AgBr乳剂介电频谱的研究——Cd2+、Br-离子的影响

测定了单分散正八面体AgBr乳剂中加入不同量CdBr₂和KBr以后的介电吸收频谱。发现Cd²⁺离子的表面掺杂使正八面体AgBr乳剂的介电吸收峰向低频方向位移。这种变化在CdBr₂的加入量为0—2×10^-2mol/mol AgBr范围内尤为明显。说明掺杂Cd²⁺使正八面体AgBr乳剂中AgBr微晶的介电电导率σ₂显著下降。能进入AgBr微晶表面层晶格中的Cd²⁺离子的数量不仅与乳剂中Cd²⁺离子的浓度有关,而且与乳剂中的Br^-离子浓度有关。通过简单的水洗,可以将掺杂的Cd²⁺大部分除去。水洗后,样品的介电吸收峰又向高频方向回移。在本实验条件下,Cd²⁺离子掺杂的这种“可逆性”表明进入AgBr微晶中的Cd²⁺离子主要是处在AgBr微晶的表面层内。样品介电吸收峰频率位置的这种可逆变化表明:非均匀电介质中的界面极化效应在保持连续相不变时,受分散相颗粒表面层物质的组成和结构的影响很大。     

掺杂立方AgBr乳剂介电频谱的研究——Ⅰ.Cd++、Cu++离子的影响

测定了立方AgBr乳剂经添加不同量Cd(NO₃)₂、CdCl₂、CdBr₂、Cu(NO₃)₂、CuCl₂、CuBr₂、KCl和KBr以后的介电频谱,发现Cd⁺⁺离子只有在卤素离子存在的情况下才能进入AgBr微晶的表面层晶格,使AgBr微晶表面层内填隙银离子浓度降低,从而使AgBr乳剂的介电吸收峰明显向低频方向偏移.Cu⁺⁺离子很难进入AgBr微晶的表面层晶格,因而对介电吸收峰的位置和形状没有明显影响.这种差别可能主要是由于Cd⁺⁺和Cu⁺⁺离子的离子半径、电子层构型及晶体中的配位情况不同所引起的.最后,对Sillars方程应用于照相乳剂体系的条件作了初步探讨.     

金属离子对溴碘化银乳剂微晶体的掺杂效应 Ⅲ.Cu2+的掺杂

在本工作中,用电镜法、介电损耗法和微波光导法研究了铜离子的掺杂对于卤化银乳剂微晶体的掺杂效应。试验结果表明,铜离子的掺杂使卤化银乳剂微晶体的颗粒变小,使微晶体的介电损耗峰向高频方向稍微移动0.3对数单位。使微晶体的光电导急剧地降低。实验证明,铜离子吸附在卤化银乳剂微晶体的表面,起着深电子陷阱的作用,是导致铜离子的掺杂使乳剂的感光度降低的主要原因。     

卤化银乳剂微晶体的结构与性能研究 ⅩⅡ.碘分布对电性质和照相性能的影响

本文应用双注法制备了一系列碘分布不同的八面体核壳乳剂。测定了乳剂微晶的光吸收、离子电导,微波光导和照相性能。     

卤化银微晶中掺杂的Ca离子对其性能的影响

本文研究了在卤化银微晶沉淀过程中不同量的Ca离子掺杂对其离子电导和照相性能的影响。掺杂Ca离子使卤化银乳剂的介电损耗曲线上的吸收峰向低频方向移动。相应卤化银乳剂的感光度也有一定程度的提高。     

草酸根掺杂立方体溴化银乳剂颗粒的增感效应研究

使用反馈式微机控制双注乳化仪,在晶体生长过程中一定时间内,加入一定量的草酸盐,制得了草酸根离子处于晶体颗粒次表面的立方体溴化银微晶乳剂.对其实验过程的考察和感光性能的测试结果表明,(1)草酸根掺杂于次表面的溴化银乳剂与未掺杂乳剂相比较,无论是原始乳剂,还是经过化学增感,或用染料进行光谱增感后的乳剂,感光度都有明显提高(S_d/S₀≥1.5),有明显的增感效应;(2)无论是原始乳剂,还是经过化学增感,或光谱增感后的乳剂,草酸根掺杂立方体溴化银乳剂颗粒的灰雾水平都不高;(3)草酸根掺杂立方体溴化银颗粒与甲酸根掺杂的溴化银乳剂相比,产生的增感效应相差不大;(4)与甲酸根掺杂立方体溴化银颗粒相比,草酸根掺杂立方体溴化银颗粒的制备方法明显较前者要简单得多,颗粒形状也优于前者.     

卤化银乳剂微晶体的结构与性能研究 Ⅶ.切角立方体乳剂微晶体的核壳复合结构

本工作应用双注仪制备了一系列不同碘含量的切角立方体核壳乳剂,用紫外光度法测定了它们的光吸收,用介电损耗法和微波光导法分别测定了它们的离子电导及光电导。结果表明,乳剂微晶体的光吸收和离子电导率都随着碘含量的增加而增加,光电导也随碘含量增加而增大,光电子衰减遵循二级反应动力学过程。碘的引入以及立方体切角使立方体乳剂微晶体的感光性能成倍地增长。     

半导体纳米粒子在反胶束中的合成及其与芘分子间的跨相电子转移

本文在AOT/异辛烷反胶束中合成了CdS和ZnS半导体纳米粒子。粒子的荧光量子产率随胶束水含量的增大而减小。这可以归结为水含量增大导致胶粒表面Cd²⁺或Zn²⁺离子浓度降低,因为这两种离子在胶粒表面富集有利于形成硫空位,从而增大光生电子-空穴对的发光复合。研究发现,Ag⁺离子可以有效猝灭CdS和ZnS纳米粒子的荧光发射,该猝灭过程可以用Ag⁺离子在胶束中的Poisson分布来描述。以溶解在有机相中的pyrene作电子给体,在光激发下可以向CdS粒子注入电子,而和ZnS粒子间没有电荷转移发生,这可以解释为两种半导体的导带边相对于pyrene激发态氧化电位所处的位置不同。Cu²⁺或Ag⁺离子在ZnS颗粒表面吸附,可以形成Cu_xZn_1-xS或Ag_2xZn_1-xS复合粒子,降低ZnS粒子的导带位置,从而使之能够接受来自pyrene激发态的电子。实验结果证实了这种论点。     

Pr3+掺杂的TiO2纳米粉体的表面特性和光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Pr³⁺掺杂量的TiO₂纳米粉体.以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解为探针反应,评价了它们的光催化活性.利用XRD和BET技术研究了Pr³⁺掺杂量和焙烧温度对TiO₂纳米粉体的相结构、晶粒尺寸和表面织构特性的影响,并用XPS和SPS技术研究了Pr³⁺掺杂的TiO₂纳米粉体的表面组成和表面光伏特性,探讨了Pr³⁺掺杂提高纳米TiO₂的光催化活性的机制.结果表明:适量Pr³⁺掺杂能显著提高纳米TiO₂的光催化活性.当Pr³⁺掺杂量为1.25%(以Pr³⁺/TiO₂质量比计),焙烧温度为600℃时,制得粉体的光催化活性最佳.Pr³⁺掺杂强烈地抑制TiO₂由锐钛矿相向金红石相的转变,减小晶粒尺寸,增大比表面积,增加表面羟基和吸附氧的含量,提高光生电子和空穴的分离效率,改善粉体表面的光吸收性能,上述因素均有利于光催化活性的提高.     

内灰化八面体核壳乳剂的制备方法对微晶结构与性能的影响

应用双注仪制备了碘含量1.5%的AgBrI乳剂,在一定温度,pAg和pH下将乳剂成熟到一定程度(D₀>5.0).用此乳剂做为核,采用二次乳化法包壳。本文主要研究了包壳时pH值,壳的组成,厚度对乳剂颗粒大小、形状、显影密度及离子电导的影响。结果表明:(1)当壳的组成为AgBrI时,随氯含量增加(分别为0、2.5、5、10%mol),核壳乳剂表显密度变化不大而内显密度上升;(2)包壳时随pH由低到高(pH为2、4、6、8),乳剂颗粒由小变大。颗粒形状由规整八面体变得棱角模糊,均匀度下降,表显密度由小变大,而内显密度由大变小;(3)在相同pH下包壳,随壳厚度的增加(壳与核卤化银的摩尔数比为:1:0.5,1:1,1:2,1:3)表显密度急剧下降,内显密度变化不大;(4)随包壳时pH增加,卤化银微晶的离子电导增大.     

掺杂Eu2O3的SrTiO3及SnO2光致发光

用具有大能隙的本征半导体(SrTiO₃及SnO₂)粉末作本体,分别掺杂1%(原子百分数)的Eu₂O₃;所得物质表现出Eu³⁺离子的线发射光谱特性,但相对发光强度及光谱形状有相当大的变化。X射线衍射结构分析显示Eu³⁺在SrTiO₃晶格里是处在间隙位置,而它在SnO₂晶格里则形成新物相Eu₂Sn₂O₇。     

分级的溴碘化银乳剂微晶体的光电导的研究

用微波光导法研究了分级的多分散溴碘化银乳剂的光电导。测定了乳剂微晶体中的光电子寿命。揭示出多分散乳剂中的各级份之间的电子电导性质有着很大的差异。这是导致多分散乳剂中的各级份之间的感光性能差异悬殊的又一重要因素。     

金属掺杂的CeO2体系电子结构和氧离子迁移能的DFT+U研究

使用DFT和DFT+U方法研究了Ca,Ba,Sm与Zr在CeO₂体系中的掺杂能及其掺杂对缺陷形成能和氧离子迁移能的影响规律. 计算结果表明,对未含有氧离子空位的掺杂体系,掺杂能随着掺杂离子半径的增大而增大;对含有氧离子空位的掺杂体系,掺杂能受到掺杂离子半径和价态的影响;对各种掺杂体系电子结构的研究发现,在还原CeO₂,Zr和Sm掺杂的CeO₂体系中,由于氧空位捕获电子使Fermi能级升高;在碱土金属掺杂的CeO₂体系中,由于Ca²⁺和Ba²⁺取代高价态Ce⁴⁺而产生的负电荷恰恰与氧离子空位产生的正电荷中和,因此Fermi能级几乎没有移动;还原CeO₂和Zr掺杂的CeO₂体系均含有Ce³⁺,其新态位于Ce4f和O2p之间,这将导致CeO₂体系具有离子和电子导电特性;Ca,Ba和Sm的掺杂均抑制了CeO₂体系中Ce⁴⁺的变价. 使用NEB方法对氧离子迁移能进行了研究,且结果表明,氧离子到空位的迁移路径几乎沿一条直线进行;当掺杂Ca,Ba,Sm与Zr时,氧离子迁移能均小于纯CeO₂体系的;在这些掺杂体系中,Ba掺杂的体系氧离子迁移能最小,掺杂能较大,这可能导致在实验中常通过加入第三类掺杂物来引入Ba.     

溴碘化银核壳乳剂中电子的捕获和复合

本文应用双注仪制备了在核表面进行不同程度还原增感和一系列溴碘化银核壳乳剂,在不同条件下测定了核表面形成的不同还原增感中心对乳剂微晶光电子衰减动力学及发光光谱的影响。结果表明:在一定增感温度和时间条件下,当Na₂SO₃用量低于5.4mg/molAg时光电子衰减动力学为二级反应,而当Na₂SO₃用量超过27mg/molAg时,增感中心一部分作为空穴陷阱,另一部分作为电子陷阱,光电子衰减速率决定于电子的捕获和复合,光电了衰减动力学为一复杂过程。低温发光光谱随不同增感程度的改变证明:还原增感中心不是发光中心。     

CuInS2/CdS基掺杂纳米晶的晶体结构、光谱性质及性能调控研究

多功能纳米晶的制备、性能及其应用是材料、化学、能源、生物医学等领域十分关注的课题之一。基于掺杂调控纳米晶生长和性能的思想,发展了纳米晶修饰和复合的概念和技术,使用绿色安全的化学溶液法结合外延生长技术合成了巯基丙酸(MPA)包覆的掺杂CuInS₂/CdS基纳米晶材料。通过适当调整掺杂异价离子的种类,实现了对CuInS₂/CdS基纳米晶显微结构和性能的调控,获得了具有特定相结构、组分、尺度和光学性能(吸收性质、光学带隙、发光强度)的纳米晶。存在于基质晶体中不同金属掺杂离子,会造成半导体的禁带中间产生掺杂能级,导致二次跃迁,进而产物体现出不同的禁带宽度。掺杂Co ²⁺、Fe ²⁺、Er ³⁺离子的CuInS₂/CdS纳米晶光致发光(PL)峰强度降低明显,这是由于Co ²⁺、Fe ²⁺、Er ³⁺离子掺杂有效地抑制了空穴-电子对的复合,降低了纳米晶的光生电子-空穴复合几率,使得其光催化活性得到增强。这些半导体纳米材料在光催化、能量转换与储存方面具有良好的应用潜力。     

甲酸盐掺杂立方八面体溴化银乳剂颗粒的增感效应研究

使用反馈式微机控制双注乳化仪,制备了甲酸根离子掺杂于颗粒次表面的立方八面体溴化银微晶乳剂.经计算此类颗粒上的(100)面与(111)面之比约为2:3.感光性能测试结果表明,甲酸根掺杂乳剂,无论是原始乳剂,还是经过化学增感,或染料光谱增感后的乳剂,其感光度都要明显高于相应的参考未掺杂乳剂(S_d/S_o≈2),而灰雾水平则无明显增长.     

转化乳剂的离子电导和光电导研究

本文研究了AgBrCl转化乳剂的离子电导和光电导。随着乳剂中溴含量的增高,其离子电导也随之升高,而光电子寿命则降低。AgBrCl乳剂的离子电导主要取决于其组成;AgBrCl转化乳剂的光电子寿命主要受隙间银子浓度的影响,隙间银离子浓度越大,光电子寿命越短。     

卤化银乳剂微晶体的结构与性能研究 Ⅵ.八面体核壳乳剂的壳厚对微晶体的光吸收和电性质影响

应用双注仪制备了碘含量为30 mol%的碘溴化银乳剂微晶体,然后采用二次乳化法形成外壳,制备出核壳比分别为1:1,1:2,1:3,1:4的一组核壳乳剂。采用X射线能谱法对乳剂单个颗粒进行微区成份分析,证明乳剂微晶存在富碘核与贫碘壳,且随核壳比的增加。颗粒外缘碘离子浓度减小;应用UV-240紫外可见光度计和微波光导仪测定了乳剂微晶的光吸收和光电导。测量结果表明,由于碘含量减小与颗粒直径增加两因素的影响,乳剂的光吸收能量大致相同;随核壳比的增加,乳剂的光电导估号上升;当核壳比等于1:3时,光电子寿命最长。对乳剂的感光性能与上述各种性质的关系进行了讨论。     

σ-单键连接的TTF吡啶衍生物对Pb2+的识别

设计合成了一类σ-单键连接的TTF吡啶化合物T4Py和TB,并研究了化合物T4Py对离子的识别作用.结果发现Pb²⁺离子能够引起T4Py的溶液颜色、¹HNMR以及电化学CV的显著变化.