NaTaO_3及NaTaO_3∶Bi~(3+)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745nm左右;而在钠离子充足条件下合成的样品,其发光带位于460nm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515nm移至455nm,随着Bi3 掺入量的增加,455nm的发光带强度减弱.515nm的发光带与替位缺陷Ta.N.a..相关;745nm的发光带与VN`a缺陷相关;而460nm的发光带与本征TaO6基团相关.将Bi3 掺入到钽酸钠样品,TaN..a..由BiN..a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.     

Gd2O3∶Eu3+纳米棒的制备与发光性能

在表面活性剂辅助的水热条件下合成出尺寸均一的Gd2O3∶Eu3+纳米棒, 对其结构和荧光性质进行了表征, 并对其生长机理进行了初步讨论. XRD结果表明, 水热前驱体样品为六方晶相的Gd(OH)3, 经过灼烧之后样品为立方相的Gd2O3. TEM照片表明, 所得样品为直径60 nm、长度约600 nm的纳米棒. 荧光光谱表明, 在波长为254 nm 的紫外光激发下, Gd2O3∶Eu3+纳米棒产生了不同于前驱体的特征红光发射, 对应于Eu3+ 的5D0-7F2跃迁, 表明Gd2O3是红色发光材料的良好基质.     

Sr2SiO4∶Dy3+材料制备及发光特性

采用高温固相法制备了Sr2SiO4∶Dy3+发光材料. 在365 nm紫外光激发下, 测得Sr2SiO4∶Dy3+材料的发射光谱为一个多峰宽谱, 主峰分别为486, 575和665 nm; 监测575 nm的发射峰, 所得材料的激发光谱为一个多峰宽谱, 主峰分别为331, 361, 371, 397, 435, 461和478 nm. 研究了Dy3+掺杂浓度对Sr2SiO4∶Dy3+材料发射光谱强度的影响. 研究结果显示, 随着Dy3+浓度的增大, 黄、蓝发射峰比值(Y/B)也逐渐增大; 随着Dy3+浓度的增大, 575 nm发射峰强度先增大后减小. 加入电荷补偿剂Li+, Na+和K+均提高了Sr2SiO4∶Dy3+材料的发射光谱强度, 其中以Li+的情况最为明显.     

棒状LaF3∶Eu3+纳米晶的制备与发光性能

采用一种简单的液相反应法在室温下合成了棒状的LaF3∶Eu3+纳米晶, 对其结构和发光性能进行了表征. XRD分析结果表明, 室温下即可得到结晶良好的六方晶相的LaF3, 灼烧之后样品的衍射峰增强, 没有杂相产生. TEM照片表明, 棒状LaF3∶Eu3+纳米材料的直径为8 nm左右, 长度达到50 nm. 荧光光谱表明, 室温下合成的棒状LaF3∶Eu3+纳米晶的最强发射峰位于589 nm, 对应于Eu3+的5D0-7F1跃迁发射, 说明Eu3+占据LaF3基质中La3+晶格点的C2对称格位上. 同时Eu3+的猝灭摩尔分数为5%, 荧光寿命随着灼烧温度的升高而延长.     

Sr2MgSiO5∶Ce3+的发光性质研究

报道了Sr2MgSiO5∶Ce3+荧光粉的发光性质.     

Co2+OH2/Co3+OH2 电子转移反应性的理论研究

提出了研究Co²⁺OH₂/Co³⁺OH₂反应体系电子转移反应性的接触距离依赖关系的分析方案和ab initio计算的应用方法,并讨论验证了此方案及其相应模型的可行性,分析了有关动力学量的接触距离依赖关系.详细的结果表明,用精确PES法得出的活化能与用非谐振子势得出的活化能吻合较好,它们明显优于谐势模型.对分布函数随接触距离从1.20~0.35nm改变而从10^-2变到10^-5.偶合矩阵元随接触距离的增加呈指数性降低.有效电子偶合要求接触距离＜0.75nm.在0.50~0.75 nm范围内,相应的电子发射系数值在1.0~10^-6之间.电子因子使得定域ET速率也指数性的随接触距离的增加而降低,而对分布函数对总电子转移速率的贡献与电子因子的贡献则相反.球平均ET速率随接触距离的变化呈抛物线变化,并在接触距离为0.5 nm时有最大值.此最大值与总观测ET速率非常接近.对于此偶合体系,气态时ET速率是10⁶L·mol^-1·s^-1.进一步来说,实验上难于确定此类水合体系尤其是未饱和中间组分的电子结构和PES,ab initio算法在讨论其ET反应性方面能起到一个有效的辅助作用.     

Ce和Dy在Cd0.5Zn0.5B4O7中的发光特性及能量双向传递

采用高温固相法制备了白蓝光双发射为一体的Cd0.5Zn0.5B4O7∶Ce/Dy系列发光材料. 由XRD测得Cd0.41Zn0.5B4O7∶Ce0.04/Dy0.02的晶胞参数: a=1.3885 nm, b=0.8020 nm, c=0.8670 nm, 属于正交晶系, Pbca空间群. 在Ce/Dy双掺的体系中存在Ce3+和Dy3+两种发光中心, 254~350 nm激发主要是Dy3+的 4F9/2→6H15/2和4F9/2→6H13/2跃迁发射, 而355—390 nm激发主要为Ce3+的5d→4f跃迁发射. 340 nm激发Ce/Dy双掺发光体的发射强度是同浓度Dy3+单掺的31倍, Ce3+是Dy3+的高效敏化剂, 而355—390 nm激发Dy3+是Ce3+的敏化剂. 体系中存在少见的Ce3+→Dy3+与Dy3+→Ce3+的能量双向传递.     

ABO3型钙钛矿结构的可见光光催化剂LaCo0.5Ti0.5O3的设计与合成

采用溶胶-凝胶法在较低温度条件下设计合成了新型的具有ABO3型钙钛矿结构的三元金属复合氧化物LaCo0.5Ti0.5O3. 通过TG-DTA, XRD, XPS, UV-Vis DRS等测试技术和可见光光催化活性测试对其进行了表征. 结果表明, 与LaCoO3和La2Ti2O7相比, LaCo0.5Ti0.5O3样品表现出相对较高的可见光光催化活性, 并且合成温度较低. 这是由于原料中的Co2+和Ti4+离子通过电荷补偿作用使产物B位的两种金属均以+3价氧化态分布所致.     

Y2O3和Nd2O3介孔薄膜的制备与表征

以聚乙烯合丁烯-嵌-聚氧乙烯嵌段共聚物(PHB-PEO)作模板, 采用蒸发诱导自组装方法, 分别制备了Y2O3和Nd2O3介孔薄膜. 用小角、广角X射线衍射和透射电子显微镜对薄膜样品在不同的热处理阶段进行了表征. 结果表明, 所制备的Y2O3和Nd2O3薄膜样品呈现一种大孔径(平均孔径分别约为11.5和12.5 nm)、有序的立方扭曲球形孔排列、稳定于450 ℃并具有部分晶态孔壁结构的介孔薄膜材料.     

烯丙基自由基(·C3H5)与一氧化氮(NO)反应势能面的理论研究

在CCSD(T)/6-311G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)+ZPE水平上对反应·CHCHCH3+NO进行了计算, 并建立了其单重态的反应势能面. 在该反应中, 分别找到生成P1(CH3CHO+HCN), P2(CH3CHO+HNC), P3(CH3CN+HCHO), P4(CH3CCH+HNO)的4条产物通道, 其中·CHCHCH3和NO中的氮原子直接连接形成m1(trans-CH3CHCHNO), m1经过顺反异构形成m2(cis-CH3CHCHNO), m2再经过CCNO四元环合, 然后发生环解离, 最后生成产物P1(CH3CHO+HCN)是最可行的产物通道, 其余三条通道为次要产物通道. 该体系中生成P1的反应路径与同类体系·C2H3+NO的主要反应路径相类似, 两者的差别是前者为动力学可行的反应, 而后者为动力学不可行反应, 这使得·CHCHCH3+NO反应比·C2H3+NO反应更具有实际意义.     

YAG∶Ce体系中稀土离子掺杂对Ce3+的光谱性能的影响

采用高温固相法合成了一系列的(Y0.95Ln0.01Ce0.04)3Al5O12(简称YAG∶Ce,Ln), 系统地研究了此体系中的Ln3+对Ce3+的发光强度的影响. 结果表明, 在YAG∶Ce的体系中, La3+, Gd3+, Lu3+等光学透明离子的少量掺杂对Ce3+的发光强度的影响不大; 掺入少量的Pr3+, Sm3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+等稀土离子, 由于它们的能级与Ce3+的能级有交叠, 使它们之间存在着竞争吸收或能量转移, 对Ce3+的发光有较明显的变化, 其中, Pr3+和Sm3+的掺入使其在红光区有发射峰, 可以增加YAG∶Ce的红色成分以提高显色性; Nd3+, Eu3+和Yb3+对Ce3+的发光有严重的猝灭作用.     

NaTaO3:Cu/W的结构和可见光催化制氢性能

采用高温固相法合成了可见光响应的Cu和W共掺杂NaTaO3光催化剂NaTaO3: Cu/W, 研究了Cu与W的摩尔比和共掺杂量(摩尔分数)对NaTaO3: Cu/W晶体结构、形貌、光吸收性质和可见光催化分解甲醇水溶液制氢活性的影响规律. 结果表明, Cu, W分别以Cu(Ⅱ)和W(Ⅵ)存在于\{NaTaO3: Cu/W中; Cu, W共掺杂不改变NaTaO3的晶体结构, 但能引起晶格畸变, 减小表面台阶间距; 当固定Cu与W的摩尔比, 增大共掺杂量时, 进入NaTaO3晶格的掺杂离子逐渐增多, 使(020)晶面的衍射峰逐渐向高角度方向移动, 光吸收边红移; 进一步增大共掺杂量, (020)晶面衍射峰则向低角度方向移动. 说明过量的掺杂离子不能有效进入晶格, Cu, W对NaTaO3的掺杂存在最大值; 当Cu与W的摩尔比为1: 2, 1: 3和1: 4时, 最大共掺杂量分别为8%, 6%和4%; NaTaO3: Cu/W在最大共掺杂量时光催化制氢活性明显提高. 其中, NaTaO3: Cu/W的光催化制氢活性在Cu与W的摩尔比为1: 4, 共掺杂量为4%时达到最佳值. 结果表明, Cu, W共掺杂NaTaO3可在一定程度上实现电荷平衡, 降低光生电子和空穴的复合几率, 从而提高光催化活性.     

EuBO3的低温水热合成及光谱可调性质研究

采用低温水热法合成了稀土硼酸盐EuBO3的纯相样品.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和荧光光谱仪(PL)对样品的结构、形貌、价态及发光性质进行了研究.结果表明,该样品属六方晶系,在不同的矿化剂和碱度下呈现不同的自组装形貌.当以NaOH或NH3.H2O为矿化剂时,该样品分别沿着(100)和(002)晶面生长.因为Eu离子以混合价态形式存在,样品表现出光谱可调性,当激发波长为270～360 nm时,样品荧光由红色转为橙色,经粉紫光变为蓝光.     

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%.     

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.     

花瓣形YBO3∶Eu3+发光薄膜的制备与表征

本文报道了通过水热合成在AAO模板上组装出花瓣形YBO3∶Eu3+薄膜的研究工作.     

δ-MnO2对TiO2光催化降解甲基橙的抑制作用

采用动力学方法研究了在水悬浮液中δ-MnO2颗粒物对P-25 TiO2光催化降解甲基橙活性的影响, 并利用紫外-可见漫反射光谱(DRS)和光致发光光谱(PL)对受δ-MnO2污染前后的TiO2样品进行了表征. 动力学研究结果表明, 在3种不同初始pH值条件下, δ-MnO2对TiO2光催化剂都具有明显的致毒效应, 共存δ-MnO2的浓度越大, 致毒效应越明显. 表征结果表明, 由于δ-MnO2 与TiO2之间的界面接触, 使得TiO2吸收带边蓝移, 紫外光区的吸收强度降低, 光致发光信号(PL)明显减弱. 因此, δ-MnO2导致TiO2的禁带宽度增大, 光利用率降低, 并且是光生电子与空穴的复合中心.