NaTaO3及NaTaO3∶Bi3+光催化剂的光致发光光谱研究

采用光致发光光谱技术对一系列不同条件下制备的NaTaO3及不同掺杂量的NaTaO3∶Bi3+进行了研究. 结果表明, NaTaO3的发光性质与其制备条件密切相关: 在钠离子不足的条件下合成的样品, 其发光带主要位于515和745 nm左右; 而在钠离子充足条件下合成的样品, 其发光带位于460 nm左右, 随着n(Na)/n(Ta)的降低, 发光带向长波长方向移动; 掺入Bi3+之后, 其发光峰由515 nm移至455 nm, 随着Bi3+掺入量的增加, 455 nm的发光带强度减弱. 515 nm的发光带与替位缺陷TaNa....相关; 745 nm的发光带与VNa`缺陷相关; 而460 nm的发光带与本征TaO6基团相关. 将Bi3+掺入到钽酸钠样品, TaNa....由BiNa..替代, 相应的发光带向高的n(Na)/n(Ta)方向移动, 从而呈现出本征TaO6基团的发光带.     

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.     

Bi3+掺杂对YVO4∶Yb3+近红外发光的敏化作用

用高温固相法合成了Yb3+、Bi3+共掺的YVO4,研究了BI3+的掺入对YVO4∶Yb3+发光光谱的影响和近红外发光的敏化作用.X射线衍射图谱研究表明:掺入Yb3+、Bi3+之后,基质YVO4的品格结构没有发生明显变化.Bi3+的掺入不仅显著增强了样品中yb3+的特征远红外发光强度,还使YVO4∶Yb3+激发光谱的范围红移,当Bi3+掺入的摩尔分数从0增加到0.05时,样品的最强激发峰位置从335 nm红移至352 nm,激发光谱范围由300-360 nm扩宽至300-430 nm.优化的Bi3+掺入量为0.03.初步讨论了VO3-4,Bi3+和Yb3+间的能量传递机理.结果表明Bi3+的共掺使YVO4∶Yb3+样品对长波紫外光的响应性能大大改善,作为一种基于量子剪裁的光谱转换材料,可以更好地匹配太阳光的能量谱,有助于提高硅太阳能电池的光电转换效率.     

Tuning of NaTaO_3 Band Structure through Mn~（2＋） Ion Doping and the Enhanced Visible Light Response

Pure and Mn-doped NaTaO3 nanoparticles were synthesized by a simple hydro- thermal method. XRD and XPS results suggested that manganese ions were successfully doped into the NaTaO3 crystalline in Mn2＋ state. UV-vis diffuse reflectance spectra revealed the obvious red-shift in the series of manganese doped NaTaO3 nanoparticles, resulting in a decrease in the band gap of NaTaO3 with the increase of Mn2＋ doping concentration. The photo-degradation experiment indicated that manganese doped NaTaO3 showed good photocatalytic performance and methylene blue（MB） degradation is improved with lower doping concentration of manganese ions under visible light. The simulation of energy band structure by density functional theory unfolded that the substitution of Ta5＋ ions by Mn2＋ ions resulted in an intermediate band（IB） below the bottom of the conduction band（CB）, which was mainly attributed to the state of Mn 3d.     

Bi掺杂NaTaO_3中Bi的化学价态对其光催化性能的影响（英文）

分别采用Na Bi O3和Bi(NO3)3为Bi源制备了Bi掺杂Na Ta O3光催化剂,研究了Bi离子的价态对Na Ta O3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Na Ta O3的催化性能.XRD结果表明,对于两个不同Bi源掺杂的Na Ta O3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Na Ta O3的A位;当以Na Bi O3为原料时,Bi3+和Bi5+共掺杂于Na Ta O3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Na Ta O3光催化性能影响不大,而Bi3+和Bi5+共掺杂大大提高了Na Ta O3的光解水制氢性能.Bi离子取代Na离子在A位的掺杂,在Na Ta O3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Na Ta O3样品,这两种作用相互抵消,使得其催化性能与Na Ta O3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.     

超细YF_3与GdF_3纳米晶的合成及其上转换发光

当使用液固溶法(LSS法)制备分散性纳米晶时,将传统油酸/油酸钠/酒精反应体系中的NaOH用氨水取代时,氨水将会与油酸形成新的表面活性剂油酸铵,这样就可以合成各种超细分散性的REF3纳米晶(RE代表稀土元素)。在这种新的反应体系中,合成了平均直径小于10 nm的YF3和GdF3超细颗粒,X射线与透射电镜测试表明YF3是正交相,而GdF3是面心立方结构,空间群为Fm3m,晶格常数为0.582 9 nm。在980 nm半导体激光器激发下,可检测到YF3∶Yb/Er在515~570 nm处有较强的绿色发光峰、645~675 nm处有较强的红色发光峰,呈橙色发光。YF3∶Yb/Tm和GdF3∶Yb/Tm样品在460~490 nm处有较强的蓝色发光峰,而在800 nm附近有更强的近红外发光峰。由于其超细的尺寸及红外上转换发光特性,合成的样品在生物成像、生物标签等方面有潜在的应用价值。     

Na_3Eu(DPA)_3-PC树脂的制备及其发光性能

根据稀土有机配合物 Na3Eu(DPA) 3(DPA:2 ,6-pyridine dicarboxylic acid)的发光强和热稳定性高的特点 ,采用加热方法将 Na3Eu(DPA) 3掺入 PC树脂中 ,制成发光塑料树脂 .其发光性能结果表明 ,Na3Eu(DPA) 3掺入 PC树脂后 ,仍保持稀土有机配合物原有的发光特性 ,制成的 Na3Eu(DPA) 3-PC树脂复合材料具有良好的发光性能 ,其发光强度与稀土有机配合物 Na3Eu(DPA) 3掺入的比例量有关 ,但没有一定的线性关系 .     

ZnO/SiO2的激光诱导发光光谱研究

用激光诱导发光光谱技术对一系列不同ZnO担载量的ZnO/SiO2及在不同焙烧气氛下制备的ZnO/SiO2材料进行了深入的研究,发现在空气气氛中焙烧的ZnO/SiO2主要出现ZnO的橙色发光带(中心位于670nm),但在氩气气氛中焙烧制得的样品主要呈现ZnO的绿色发光带(中心位于540nm),且明显观察到橙色发光带和绿色发光带之间的转化.ZnO的可见光区发光带可能是由ZnO中的氧缺陷引起的,高浓度的氧缺陷引发绿色发光带,而低浓度的氧缺陷引发橙色发光带.结果表明,激光诱导发光光谱是一种表征缺陷的有力工具,常规表征技术很难对材料的缺陷状态进行表征.XRD衍射图谱表明,样品中ZnO是以纤锌矿结构存在的,紫外-可见漫反射光谱和拉曼光谱显示,ZnO主要以大颗粒状态覆盖在SiO2表面上.     

BiOCl/NaBiO_3复合材料的原位合成及光催化性能

利用HCl与Na Bi O3反应原位制备了结构可控的Bi OCl/Na Bi O3复合光催化材料.通过X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)和扫描电子显微镜(SEM)等技术对其晶相组成、光吸收特性和表面形貌进行了表征,并评价了样品在可见光和紫外光下的光催化性能.结果表明,尽管Bi OCl几乎没有可见光活性,但27.4%Bi OCl/Na Bi O3在可见光下却表现出明显高于纯Bi OCl和Na Bi O3的光催化活性.由于紫外光照可以有效激发Bi OCl,所有组成的复合Bi OCl/Na Bi O3都显示出高于纯Bi OCl和Na Bi O3的光催化活性,其中47.6%Bi OCl/Na Bi O3具有最大光催化活性.研究了加入不同活性物种的捕获剂对光催化效率的影响,结合荧光实验结果和样品能带结构推测了复合材料光催化过程中光生载流子的传输行为.结果表明,Bi OCl/Na Bi O3催化活性增强主要归结于2种材料之间形成了有效的异质结构,其内建电场能够促进光生载流子的传输和分离;羟基自由基在光催化降解过程中是主要的活性物种.     

不同结构钽酸钠的制备及其光解水析氢性能

采用不同钠源,在水热条件下实现了钙钛矿结构NaTaO3、烧绿石结构Na2Ta2O6以及NaTaO3/Na2Ta2O6异质结型复合光催化剂的可控合成,利用X射线衍射、扫描电镜、高分辨透射电镜、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱和X射线光电子能谱对样品进行了表征,探讨了钠源对所得钽酸钠样品结构的影响.光解水析氢实验结果表明,各...     

Bi3+掺杂对YVO4:Yb3+近红外发光的敏化作用

用主温固相法合成了Yb³⁺、Bi³⁺共掺的YVO₄,研究了Bi³⁺的掺入对YVO₄:Yb³⁺发光光谱的影响和近红外发光的敏化作用.X射线衍射图谱研究表明:掺入Yb³⁺、Bi³⁺之后,基质YVO₄的晶格结构没有发生明显变化.Bi³⁺的掺入不仅显著增强了样品中Yb³⁺的特征远红外发光强度,还使YVO₄:Yb³⁺激发光谱的范围红移,当Bi³⁺掺入的摩尔分数从0增加到0.05时,样品的最强激发峰位置从335nm红移至352 nm,激发光谱范围由300-360 nm扩宽至300-430 nm.优化的Bi³⁺掺入量为0.03.初步讨论了VO₄^3-,Bi³⁺Yb³⁺间的能量传递机理.结果表明Bi^3-的共掺使YVO₄:Yb³⁺样品对长波紫外光的响应性能大大改善,作为一种基于量子剪裁的光谱转换材料,可以更好地匹配太阳光的能量谱,有助于提高硅太阳能电池的光电转换效率.     

Zn_2SnO_4纳米材料制备及光致发光特性

以ZnO、SnO2和活性炭的混合物为原料,通过碳热还原热蒸发法无催化剂成功制备出Zn2SnO4纳米材料.借助X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱和扫描电子显微镜(SEM)对样品物相和形貌进行了表征,结果显示样品为面心立方结构的Zn2SnO4纳米链状棒,同时含有少量的ZnO物相.利用X射线光电子能谱(XPS)对Zn2SnO4样品表面各元素的化学状态及相互作用方式进行了测试,结果表明:样品中Zn和Sn分别是以+2价和+4价氧化态形式存在,其中Zn2p3/2电子有两个结合能,分别来自ZnO和Zn2SnO4,Zn2SnO4中Sn4+占据不同的格点位置.室温下光致发光谱(PL)结果显示,样品在紫外区域(320-450nm)和可见区域存在很强的发光带,其中紫外区域的宽发光带,经过高斯拟合可分为358和385nm两个发光峰,与同条件下制备得到的纯ZnO纳米材料发光谱比较,确认358nm发光峰是来自于Zn2SnO4的近带边复合发光.     

β-Ga2O3:Dy3+ 纳米棒束的制备和光致发光性质

采用水热法及后续热处理制备了β-Ga2O3：Dy^3＋纳米棒束. 利用X射线粉末衍射（XRD）, 场发射电子扫描显微镜（FESEM）、发光光谱等测试手段对β-Ga2O3：Dy^3＋的物相、形貌、发光性质等进行了研究. FESEM等测试表明水热样品是由直径约100 nm, 长约2 μm的纳米棒组成的长径比约为3的羟基氧化镓（GaOOH）纳米棒束. 经过900 ℃高温热处理, 得到了形貌和尺寸基本保持不变的β-Ga2O3：Dy^3＋纳米棒束. 光致发光测试表明, Dy^3＋的发光由分别归属于4F9/2-6H15/2的蓝光（460～505 nm, 491 nm为最强峰）和4F9/2-6H13/2的黄光（570～600 nm, 580 nm为最强峰）组成. Β-Ga2O3基质可以有效地向Dy^3＋传递能量. 与固相法样品相比, 采用水热后续热处理方法制备的样品在分散性、形貌、能量传递和寿命方面明显优于固相法样品.     

超细YF3与GdF3纳米晶的合成及其上转换发光

当使用液固溶法（LSS法）制备分散性纳米晶时,将传统油酸/油酸钠/酒精反应体系中的NaOH用氨水取代时,氨水将会与油酸形成新的表面活性剂油酸铵,这样就可以合成各种超细分散性的REF₃纳米晶（RE代表稀土元素）。在这种新的反应体系中,合成了平均直径小于10nm的YF₃和GdF₃超细颗粒,X射线与透射电镜测试表明YF₃是正交相,而GdF₃是面心立方结构,空间群为Fm3m,晶格常数为0.5829nm。在980nm半导体激光器激发下,可检测到YF₃：Yb/Er在515~570nm处有较强的绿色发光峰、645~675nm处有较强的红色发光峰,呈橙色发光。YF：Yb/Tm和GdF₃：Yb/Tm样品在460~490nm处有较强的蓝色发光峰,而在800nm附近有更强的近红外发光峰。由于其超细的尺寸及红外上转换发光特性,合成的样品在生物成像,生物标签等方面有潜在的应用价值。     

Ca1—xZnxTiO3：Pr^3＋,R^＋（R^＋=Li^＋,Na^＋,K^＋,Rb^＋,Cs^＋,Ag^＋）的合成和发光性质

采用X射线衍射、荧光光谱和热释发光研究了Ca1-xZnxTiO 3∶Pr3+, R+的物相组成和发光性质. Pr3+取代Ca2+形成PrCa ·正电性缺陷发光中心. 激发光谱是峰值位于330 nm附近的宽带谱, 发射光谱是峰值在613 nm半宽度为20 nm的带谱, 对应Pr3+的1D2-3H4跃迁发射. 发光强度和余辉随基质组分Zn/Ca摩尔比和合成温度而变化. Zn2+的最佳含量在10%～20%. X射线衍射研究表明掺入适量的Zn2+物相组成为CaTiO3, Ca2 Zn4Ti15O36和Zn2TiO4. 热释发光曲线表明掺入Zn2+离子后体系中形成了新的缺陷ZnTi″, 且ZnTi″的缺陷陷阱深度大于RCa′.     

Eu离子价态对Sr2MgSi207∶Eu发光特性的影响

分别在空气、还原气体、再空气、最后再在还原气体等气氛中通过四个步骤合成了Sr199MgSi2O7∶Eu0.01.在空气中合成的样品呈现出Eu2+和Eu3+两种价态的发光特征峰,而在还原气体中合成的样品,只呈现出Eu2+一种价态的特征发光峰,并且有长余辉和两个热致发光带.但若样品直接在还原气氛下合成,则只呈现一个热致发光带.样品在空气中合成产生空穴陷阱,此陷阱在还原合成气氛下仍被保留,并与还原气体合成条件下产生的电子陷阱有所区别,最终导致两个热致发光带.     

Ca_(1-x)Zn_xTiO_3∶Pr~(3 ),R~ (R~ =Li~ ,Na~ ,K~ ,Rb~ ,Cs~ ,Ag~ )的合成和发光性质

采用X射线衍射、荧光光谱和热释发光研究了Ca1 -xZnxTiO3∶Pr3 ,R 的物相组成和发光性质。Pr3 取代Ca2 形成PrCa·正电性缺陷发光中心。激发光谱是峰值位于 3 3 0nm附近的宽带谱 ,发射光谱是峰值在 613nm半宽度为 2 0nm的带谱 ,对应Pr3 的1 D2 -3H4 跃迁发射。发光强度和余辉随基质组分Zn/Ca摩尔比和合成温度而变化。Zn2 的最佳含量在 10 %～ 2 0 %。X射线衍射研究表明掺入适量的Zn2 物相组成为CaTiO3,Ca2 Zn4 Ti1 5O36 和Zn2 TiO4 。热释发光曲线表明掺入Zn2 离子后体系中形成了新的缺陷ZnTi″ ,且ZnTi″的缺陷陷阱深度大于RCa′。     

Eu离子价态对Sr_2MgSi_2O_7:Eu发光特性的影响(英文)

分别在空气、还原气体、再空气、最后再在还原气体等气氛中通过四个步骤合成了Sr1.99MgSi2O7:Eu0.01.在空气中合成的样品呈现出Eu2+和Eu3+两种价态的发光特征峰,而在还原气体中合成的样品,只呈现出Eu2+一种价态的特征发光峰,并且有长余辉和两个热致发光带.但若样品直接在还原气氛下合成,则只呈现一个热致发光带.样品在空气中合成产生空穴陷阱,此陷阱在还原合成气氛下仍被保留,并与还原气体合成条件下产生的电子陷阱有所区别,最终导致两个热致发光带.     

Yb3+和Er3+共掺的GdAlO3荧光粉体的发光性质研究

采用溶胶-凝胶法制备了Yb3+和Er3+掺杂的GdAlO3荧光粉体.XRD结果表明样品为正交晶系结构.研究了不同波长激发下的室温发射光谱以及上转换发光光谱.结果表明样品在1550 nm处有很强的荧光发射,并且在样品中存在显著的Yb3+到Er3+之间的能量传递过程.980 nm红外光激发下的上转换发光光谱表明样品有绿色和...     

Sm3+杂CaO-SiO2-B2O3发光玻璃的制备、表征及性质

用高温固相法合制备了以CaO-SiO2-B2O3为基质,Sm3+为激活离子的发光玻璃.对Sm3+的淬灭浓度、基质中的硼硅比例、其他稀土离子的敏化作用以及基质组成等因素对玻璃发光特性的影响进行了探讨,并用红外和X-衍射分析对样品的结构进行了表征.结果表明:当Sm3+掺杂的物质的量分数为1.2%,激发波长λ=404 nm时,玻璃体60CaO-20SiO2-20B2O3:1.2Sm3+的发光强度为4838 A.U.(λ=606 nm);这种发光玻璃具有将紫外及近紫外光转换为橙红色光的特点.少量的Eu3+的掺入,对玻璃体的发光起敏化作用;玻璃体中的组分CaO可被ZnO替代.