110K铋基超导相形成的组成条件

Bi-Sr-Ca-Cu-O超导材料中存在110K和80K2个超导相。其组成是Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_y和Bi_2Sr_2CaCu_2O。但迄今为止,在按2223组成比合成的未掺杂Bi系超导材料中从未得到过纯的110K相,也未见过组成为2223,零电阻温度在100K以上材料的报道。为了探索形成110K相的最佳条件,本文以2223组成比为参考,合成了5个系列材料:Bi_xSr_2Ca_2Cu_3O_y,Bi_2Sr_xCa_2Cu_3O_y,Bi_2Sr_2Ca_xCu_3O_y,Bi_2Sr_2Ca_2Cu_xO_y,Bi_i Sr_uCa_yCu_wO_s。     

Bi系中2212相的超导电性研究

已知在Bi系高Tc超导体中存在三个超导相:2223相的Tc～110k,c～37(?);2212相的Tc～85k,c～30.6(?);2201相的Tc～10k。在实验过程中,我们注意到还可能有另外的超导相存在,通过改变元素名义配比和制备工艺观察到一个具有2212相结构,但Tc却表现为～105k的新现象存在。 实验部分 样品制备采用固相反应方法将Bi_2O_3、PbO、Sb_2O_3、SrCO_3、CaCO_3、CuO(均为A.R.级)混匀、碾磨,于～810℃在刚玉坩埚中预烧20h;再碾,压片后于～870℃在磁舟中烧结60-240h,然后作测试分析。     

铋系氧化物超导体晶体结构的模拟

自Michel等人首次在Bi-Sr-Cu-O体系中获得7—22 K的Bi_2Sr_2CuO_6超导相以来, 一类新型的双层铋系超导体引起人们的注意, 研究结果表明超导相的转变温度T_c随CuO_2层数的增加而增高. 因此, 晶体结构和超导性之间的关系是人们注意的一个问题. 铋系超导体的晶体完整性很差, 文献仅给出晶体平均结构的晶胞参数. 本文采用原子经验势方法, 对Bi_2Sr_2Ca_(n-1)Cu_nO_(2n+4)(n=1,2,3,4)的理想晶体结构作了模拟计算. 计算了单胞的结构参数和原子的位置参数. 计算表明: Cu-O(3)的原子间距和CuO-BiO的层间距离随n增加而减小. 根据电荷转移模型, 载流子的数目和电导层(CuO_2)及电荷储蓄层(BiO)之间的电荷转移有关. 层间距离的缩短似乎有利于载流子的形成.     

高价离子掺入Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O体系对成相和结构的影响

Sunshine等在Bi-Sr-Ca-Cu-O体系中掺入少量Pb~(2+)后,可获得T_(c(0))=110K以“2223”相为主的样品.其后,Shun-ichi、卢伟京等也得到同样的结果,但都需要长达300～500小时烧结,所得到的样品仍含有少量“2212”相、我们拟对Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O体系掺入高价离子,M~(n+)(n≥4),如Sn~(4+),Sb~(5+),Mo~(6+),W~(6+),研究它们对“2223”成相和结构的影响。     

超导相Tl2Ca3Ba2Cu4O12的制备与结构研究

我们已制备出Tl_2 Ca Ba_2 Cu_2O_8(2122)和Tl_2Ca_2 Ba_2 Cu_3 O_(10)(2223)两个纯相,并对它们的晶体结构和性质进行了研究。现在我们又制备出一种新的超导相,它的组成为Tl_2 Ca_3 Ba_2 Cu_4 O_(120(2324),并进一步研究了它的超导性质和晶体结构。     

高价离子掺杂对Bi系成相和结构的影响(Ⅱ)

Sunshine等在BiSrCaCuO体系掺入Pb~(2+)取代部分Bi,经较长时间灼烧后.获得T_(c(0))?110 K以2223相为主的样品,Hongbao等又报导了用Sb部分取代Bi(Pb)SrCaCuO体系中的Bi的研究结果.我们曾用Sb~(5+)、Sn~(4+)、W~(6+)、Mo~(6+)等高价离子部分取代Bi,研究这些离子对BiSrCaCuO体系成相的影响,发现掺高价离子后2223相易于生成并易于得到T_(c(0))?111K的超导体.本文则进一步探讨高价离子掺入的影响及其加速2223相生成的原因。     

Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O体系中110K超导相的制备和结构研究

自K.A.Müller等人发现氧化物超导体以来,在二年的时间内,寻找更高T_c超导材料的工作在世界范围内发展很快,目前已在Bi-Sr-Ca-Cu-O和Tl-Ba-Ca-Cu-O二个体系中分别获得零电阻转变温度为110K和120K的超导体。相对而言,获得120K的Tl_2Ba_2Ca_2Cu_3O_(10)[简记为TI-2223]超导体要容易一些,我们研究室已经测定了这个超导相的结构。但是Tl_2O_3的高温易挥发性和剧毒性,给Tl系超导体的制备带来了困难,从而限制了达个体     

高光效高热稳定性蓝色荧光粉Ca2-ySrySiO4:Ce3+,Li+的组成筛选和发光机理

采用高温固相法合成了一系列Ca_(2-x-y)Sr_(y-x)SiO_4∶x Ce~(3+),x Li~+蓝色固溶体荧光粉。XRD结果表明,所合成的固溶体荧光粉均为单一物相。随着Sr~(2+)成分的增加,Ca_(2-y)Sr_y SiO_4物相从单斜晶系β-Ca_2SiO_4向正交晶系α′-Ca_2SiO_4转变,发射光谱逐渐红移。组成为Ca_(1.75)Sr_(0.25)SiO_4时,荧光粉的发射波长最长(454 nm),Stokes位移最大。基质为Ca_(1.1)Sr_(0.9)SiO_4的晶体结构可诱导掺杂离子Ce~(3+)取代SrO_(10)格位、Li~+取代CaO8格位。优化的荧光粉Ca_(1.05)Sr_(0.85)SiO_4∶0.05Ce~(3+),0.05Li~+(CS_(0.85)SO∶CeLi)在375 nm紫外光激发下,发射445 nm的蓝光,内量子效率(IQE)达到91.18%,200℃时发射强度保持室温发光强度的98.70%。根据晶体结构、晶体场分裂和掺杂离子质心位移等理论,讨论了CS_(0.85)SO∶CeLi综合发光效应最佳的内在原因。     

中科院制备出石墨烯/超薄超导异质结

<正>不久前,从中科院上海微系统与信息技术研究所获悉,该所信息功能材料国家重点实验室姜达、胡涛等科研人员通过机械剥离实现石墨烯/超薄超导(Bi2212)异质结,并在单层晶胞乃至半层晶胞厚的Bi2212材料中发现了高于液氮温度的超导转变。相关成果发表于《自然—通讯》杂志。Bi2212为铜基超导体的重要成员,由于在铜基超导材     

纳米锐钛矿相变的原位XRD研究

钛氧化物具有3种物相：锐钛矿、板钛矿和金红石，其中，锐钛矿和板钛矿为室温稳定相．在温度较高的条件下会向热力学更稳定的金红石相转变。锐钛矿向金红石的相变是热力学亚稳定相向稳定相的转变，由于这种相变过程不存在平衡温度．分析研究其相变过程无论从理论方面还是从实际应用方面均具有重要的意义。     

液体火箭发动机燃烧稳定性非线性理论

初步建立液体火箭发动机燃烧稳定性非线性场振子模型、均匀反应器声振模型、声学模式非线性相互作用模型和非平衡热力学模型, 分析了化学动力学激发的燃烧不稳定现象的规律. 分析表明: 高的活化能不利于燃烧稳定性; 燃气向周围环境的传热是重要的Hopf分岔参数; 燃烧室声学模式之间存在竞争与合作关系; 从非线性非平衡热力学可以推导出燃烧稳定性的热力学判据. 分析结果说明化学动力学是燃烧不稳定的重要激励机理.     

添加La的Bi2Te3和Bi0.5Sb1.5Te3热电材料的电磁感应熔炼法制备及其热电性能

在N2气保护下,采用电磁感应法制备了添加La的Bi2Te3和Bi0.5Sb1.5Te3。运用X射线粉末衍射、电感耦合等离子光谱和扫描电子显微镜对材料的物相成分和形貌进行了表征。研究了La对Bi2Te3和Bi0.5Sb1.5Te3热电材料的电导率(σ)、Seebeck系数(S)和热导率(κ)的影响。实验结果表明,添加La明显降低了2种材料的热导率,提高了热电优值(ZT),添加La的Bi0.5Sb1.5Te3的热电优值在室温超过了1。     

Bi2O3／γ—Al2O3系助燃剂的性能研究

负载性Pt助燃剂已被广泛应用。由于助燃剂能促进CO的转化成CO_2,对焦炭本身的燃烧速度无明显影响,故欲强化催化剂再生过程应提高其表面结焦的燃烧速度。我们制备了一系列Bi_2O_3/γ-Al_2O_3助燃剂以取代较为昂贵的Pt系助燃剂,并考察了Bi系助燃剂的物相结构、表面吸附性能、抗硫性及CO催化氧化活性和烧碳速度。结果表明,在高温实用区域,Bi系和Pt系对CO催化氧化活性相近,Bi系尚具有较好的去焦性能,有利于催化剂再生。     

金属氧化物对铁系催化剂在CO变换反应中的稳定性和活性的影响(英文)

铁系催化剂一直是合成氨及制氢工业中一氧化碳变换反应最常用的催化剂。运用X射线衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）及活性评价技术研究了添加金属氧化物对铁系催化剂的晶相结构、催化剂的稳定性和催化活性的影响。结果表明,不同的金属氧化物对催化剂结构的稳定作用和活性影响不同,其中CeO2和Bi2O3都能增强铁系催化剂的稳定性,提高催化剂的活性。     

电子型超导体(Ln1.85Ce0.15)CuO4-y的结构和超导性

自La-Ba(Sr)-Cu-O高温超导体发现以来,已经得到了许多含铜的氧化物超导体,这些超导体中都含有一个Cu以八面体或四方锥配位的CuO_2平面,载流子是空穴。1989年初日本Tokura等人首先发现了电子型超导体(Ln_(1.85)Ce_(0.15))CuO_(4-y),Ln=Pr,Nd,Sm。相继报导了这一系列的其他几个超导体:(Pr_(1.85)Th_(0.15))CuO_(4-y)和(Eu_(1.85)Ce_(0.15))CuO_(4-y)(Nd_(1.85)Th_(0.15))CuO_(4-y),Nd_2CuO_(4-y)Fy。这类超导体的Tc都在20K左右,载流子是电子,CuO_2面内的Cu为四方形配位。将这一类超导体的结构称为T′相结构,相应地称K_2NiF_4型的La_(2-x)Sr_xCuO_4的结构为T相结构。两种晶体结构示于图1。两年多来,寻找更高T_c的电子型超导体是超导界所关心的问题之一,具     

扩散不稳定相中的化学稳定性和时-空有序结构的形成

利用热力学和动力学的分析方法, 研究了化学稳定性和扩散稳定性的依赖关系。发现, 在远离平衡和强烈非理想的体系中, 不管体系是否扩散稳定, 化学反应可以是稳定的, 也可以是不稳定的。通过对Schlögl模型的分析, 表明扩散不稳定性和化学稳定性之间的竞争可以导致一类时空有序结构的形成。这一结果可以看作是耗散结构理论的推广和延伸。     

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)与Bi系复合光催化材料的制备及在环境中的应用

半导体光催化技术可应用于环境中污染物的降解、转化和矿化以及太阳能的转换,是解决环境污染和能源短缺问题的一条有效途径。石墨相氮化碳(g-C_3N_4)与Bi系化合物复合材料因具有优异的光催化性能成为新型光催化材料的研究热点。本文论述了目前g-C_3N_4的主要制备方法,g-C_3N_4与Bi系复合材料的种类及其制备过程;同时围绕g-C_3N_4和Bi系复合催化材料在环境净化中的应用,包括对水体中污染物的降解及去除、光致细菌失活和光致水解产氢等,综述了国内外近年来的重要研究进展;以去除水环境中有机污染物为例,详细阐述了水体中有机污染物的光催化降解机理。最后,对g-C_3N_4与Bi系复合光催化材料的开发和应用前景进行了展望。     

β-Bi_2O_3/BiOI异质结的制备及其有效去除有机染料的光催化作用（英文）

窄带半导体氧化铋(Bi2O3,带宽介于2.1-2.8 e V)因其强的可见光吸收和无毒性等特性而一直被认为是潜在的可见光催化材料.通常,Bi2O3具有α,β,γ,δ,ε和ω等六种晶型,其中,α,β和δ-Bi2O3具有催化可见光降解有机物的活性.可是,由于其光生电子-空穴复合较快,Bi2O3的光催化活性还很低,远不够实际应用.将半导体与另一种物质如贵金属或其他半导体复合形成异质结是一种有效控制光生电子-空穴复合,提高光催化活性的方法.目前已成功开发了许多Bi2O3基的异质结光催化材料.尤其是通过用卤化氢酸与α-Bi2O3直接作用原位形成的α-Bi2O3与铋的卤氧化合物Bi OX(X=Cl,Br或I)的异质结在提高光催化活性和制备方面显示了优越性.然而,具有更强可见光吸收的β-Bi2O3(带宽约2.3 e V)与卤氧化合物的异质结光催化性能却鲜有报道.本文通过用HI原位处理β-Bi2O3形成β-Bi2O3/Bi OI异质结.该异质结表现较纯β-Bi2O3和Bi OI更高的降解甲基橙(MO)可见光催化活性.通过多晶X射线衍射(XRD)、紫外漫散射(UV-DRS)、扫描电镜、透射电镜(TEM)、X光电子能谱(XPS)和荧光(PL)等手段研究了β-Bi2O3/Bi OI异质结,并提出其高催化活性的机理.XRD结果显示,用HI原位处理β-Bi2O3可形成Bi OI相,并且随着HI使用量增加,混合物中的Bi OI相逐渐增多.HRTEM结果进一步表明,在混合物中的β-Bi2O3和Bi OI都是高度结晶态,且两相之间有很好的接触,从而有利于两相之间的电荷移动.根据UV-DRS和αhv=A(hv–Eg)n/2等公式,计算出了β-Bi2O3和Bi OI带隙分别为2.28和1.77 e V,以及两种半导体的导带和价带位置.β-Bi2O3的导带和价带位置分别为0.31和2.59 e V,而Bi OI的导带和价带位置分别为0.56和2.33 e V.这样两种半导体能带结构呈蜂窝状,显然不适合光生电子-空穴的分离.然而,XPS测定结果显示,β-Bi2O3和Bi OI相互接触形成异质结后,β-Bi2O3相的电子向Bi OI相发生了明显的移动.根据文献报道,当两种费米能级不同的半导体接触时,电子会从费米能级高的半导体移向费米能级低的半导体,直至建立新的费米能级.β-Bi2O3被报道是典型的n型半导体,其费米能级在上靠近其导带位置;而Bi OI是典型的p型半导体,其费米能级在下靠近其价带位置.基于此,我们提出了β-Bi2O3/Bi OI异质结高催化活性的机理.当β-Bi2O3与Bi OI形成异质结时,由于β-Bi2O3的费米能级较Bi OI的高,因而电子从β-Bi2O3转向Bi OI,直至新的费米能级形成.因此电子在两相之间移动导致了β-Bi2O3能带结构整体下移,以及Bi OI能带结构整体上移,使得新形成的Bi OI导带和价带位置高于β-Bi2O3的.当该异质结在可见光的照射下,光生电子将移至β-Bi2O3的导带,而空穴会移至Bi OI的价带,最终达到了光生电子-空穴分离的效果,产生高的光催化活性.PL测试也证实了β-Bi2O3/Bi OI异质结具有更长的光生电子-空穴寿命.     

相5和相3的形成机理研究

本文从结晶学、晶体化学和热力学的观点系统地研究了氯氧镁水泥硬化反应主要产物:相5[Mg_3Cl(OH)_5·4H_2O]和相3[Mg_2Cl(OH)_3·4H_2O]的形成与机制.相5和相3的形成主要取决于反应体系中初始反应物MgO,MgCl_2和H_2O的摩尔比.在MgO-MgCl_2-H_2O体系中,相5和相3都是不稳定的介稳相,在一定条件下,相5可以转变为相3和Mg(OH)_2,相3可转变为更稳定的Mg(OH)_2.     

丙烷选择氧化的铋钼复合氧化物催化剂结构和催化性能

 应用X射线衍射（XRD）,傅里叶变换激光拉曼光谱（FT－LRS）和微型催化反应装置等测试手段研究了丙烷选择氧化的Bi－Mo复合氧化物催化剂的结构和催化性能．结果表明,Bi组分是丙烷催化氧化脱氢为丙烯的主要活性组分,而丙烯醛选择性的大小与Bi－Mo复合氧化物催化剂的组成和结构密切相关．不同组成的Bi－Mo复合氧化物催化剂在丙烷转化率（～28．0％）相近的情况下,其丙烯醛选择性随Mo／（Mo＋Bi）原子比的增加先逐渐增加,在Mo／（Mo＋Bi）原子比为0．50时达极大值（～28．1％）．随Mo／（Mo＋Bi）原子比进一步增加,丙烯醛选择性又急剧下降．XRD和FT－LRS结果表明,Bi2O3和MoO3之间可形成二元Bi－Mo－O晶相固溶体,从而显著提高了催化剂对选择氧化反应的催化性能．尤其是当α－Bi2（MoO4）3和γ－Bi2MoO6两相共存时,Bi－Mo复合氧化物催化剂具有较优良的选择氧化催化性能．γ－Bi2MoO6参与了α－Bi2（MoO4）3对丙烷的选择氧化,加速了选择氧化活性氧物种的再生．