铁掺杂钐镓石榴石Sm3Ga5-x Fex O12(x=1,2,3,4)可逆热致变色材料的合成与表征

采用传统高温固相法合成了系列Fe掺杂钐镓石榴石Sm₃Ga_5-xFe_xO₁₂(x=1,2,3,4)可逆热致变色材料, 并通过粉末X射线衍射(XRD)、 红外光谱(FTIR)、 拉曼光谱(Raman)、 扫描电子显微镜(SEM)、 X射线光电子能谱(XPS)及固体紫外光谱分析技术研究了物质的结构及性质. 在室温下, 随着铁掺杂量的增加, 样品的颜色从亮黄绿色逐渐变为深墨绿色, 且随着温度从室温升至500 ℃, 样品的颜色也逐渐变为相应的橘黄色和棕色. 样品在室温下所呈现的黄绿色是源于其在紫色光区域及橙红色光区域内有相应的吸收行为, 且随着温度的升高, 吸收行为持续红移, 样品颜色也随之发生变化.     

热致变色化合物TiO[VO(SO_4)_2(H_2O)_3]·2H_2O的合成及其性能

热致变色示温材料具有操作方便,测温范围广和不需要复杂仪器等优点,因而广泛用于宇航事业、热记录材料及传感器等。钒为我国丰产元素,钒化合物的热致变色研究报导不多。本文报导氧钒(Ⅳ)化合物作为热致变色材料的探索。     

Co掺杂比例对ZnO热致变色变发射率性能的影响

利用固相烧结法制备了不同Co~(2+)掺杂比例的ZnO,研究了Co~(2+)掺杂比例对ZnO微观结构形貌,从而对变色变发射率性能的影响。结果表明,Co~(2+)掺杂会取代ZnO中部分的Zn~(2+),但不改变ZnO的六方纤锌矿结构。掺杂比例达到7.5%和10%时,会形成杂相Co_3O_4。随着掺杂比例逐渐增加,ZnO的结晶质量下降、禁带宽度减小、而晶粒形貌尺寸基本不变。Co~(2+)掺杂ZnO在室温下都呈绿色,随掺杂比例增加颜色先变深后变浅。当温度从室温升高到700℃,所有样品可变为黄褐色同时发射率逐渐提高。并且,随掺杂比例增加,颜色变化更为明显,发射率变化值增大。     

三联吡啶铁配位聚合物电致变色材料的合成及性能

将芳环作为桥联基团引入到2个三联吡啶单元之间构建多齿配体,与四氟硼酸亚铁六水合物配位,制备了一类新型的三联吡啶铁配位聚合物,并研究了其在水系电解液中的电致变色性能。研究结果表明,芳环上氟原子的引入对材料电致变色性能具有一定的影响。其中,采用含有2个氟原子的配体F2制备的铁配位聚合物Fe-F2表现出优异的电致变色性能（光学对比度高达69%,响应时间短至0.5 s,着色效率超过320 cm²·C^-1）。     

三联吡啶铁配位聚合物电致变色材料的合成及性能

将芳环作为桥联基团引入到2个三联吡啶单元之间构建多齿配体,与四氟硼酸亚铁六水合物配位,制备了一类新型的三联吡啶铁配位聚合物,并研究了其在水系电解液中的电致变色性能。研究结果表明,芳环上氟原子的引入对材料电致变色性能具有一定的影响。其中,采用含有2个氟原子的配体F2制备的铁配位聚合物Fe-F2表现出优异的电致变色性能(光学对比度高达69%,响应时间短至0.5 s,着色效率超过320 cm²·C^-1)。     

一种新型有机离子晶体的合成与热致变色性能研究

以4,4'-（蒽-9,10-二基）二苯甲酸和NaOH为原料,通过酸碱中和反应合成了一种新型的有机离子晶体[Na⁺(L^-)]·7H₂O（1, L=4,4'-（蒽-9,10-二基）二苯甲酸,CCDC: 1993840),其结构经IR,元素分析和X-射线单晶衍射表征。1属P-1空间群的三斜晶系,晶胞参数a=6.8552(5)Å, b=7.1529(5)Å, c=16.1933(12), α=77.314(6)°, β=86.573(6)°, γ=82.295(5)°。室温固态荧光测试结果表明：在380 nm激发态下,配合物1在456 nm处具有很强的发射峰,荧光量子产率为39.4%;加热后,发射峰从蓝光红移至绿光,晶体颜色从绿色透明晶体变成淡黄色不透明固体,具有热致变色行为。      

2种偶氮席夫碱类化合物的合成及其热致变色性质

通过重氮偶合反应制得2种氨基偶氮化合物在经纯化下燥后,与水杨醛的乙醇溶液在60℃反应4 h分别得到2种偶氮席夫碱类目标化合物,通过元素分析、核磁共振氢谱、红外光谱测试技术表征了其结构.紫外光谱测试化合物在DMSO溶液的紫外吸收,在升温速率为1.5℃/min测试时,化合物A和B紫外吸收表现出热致变色性质;在45℃的恒定温度测试时,化合物A在450和348 nm的吸光度值与时间呈线性关系,化合物B在425和356 nm的吸光度值与时间呈线性关系.研究表明,2种偶氮席夫碱类化合物有良好的热致变色性,是性能良好的热致变色材料.     

2种偶氮席夫碱类化合物的合成及其热致变色性质

摘 要 合成了两种偶氮席夫碱类化合物,通过元素分析,核磁共振氢谱,红外光谱表征了其结构, 经紫外光谱测试表明,这两种化合物具有良好的热致变色性质,在恒定温度下,其trans-cis吸收波长的变化和时间的变化有较好的线性关系。     

"元素化学实验"中的热致变色现象(二)——部分Cr(Ⅲ)化合物的热致变色现象及其变色机理探讨

在认识部分Co(Ⅱ)化合物的热致变色现象及变色机理的基础上,因势利导,创设问题“情境”,即再通过生动直观的演示实验,引导学生进一步认识一些Cr(Ⅲ)化合物的热致变色现象及其影响因素,引导和启发学生探讨和解释其热致变色的机理。进一步培养学生的观察、分析、判断、归纳、推理、总结和探索规律的能力以及“批判性”思维能力。     

"元素化学实验"中的热致变色现象(一)——部分Co(Ⅱ)化合物的热致变色现象及其变色机理探讨

2021年沃尔夫化学奖颁给了Leslie Leiserowitz和Meir Lahav两位教授,以此来表彰他们在证明三维分子结构与有机晶体结构之间相互影响中的贡献。他们的研究成果,极大地补充了科学界对于有机大分子自组装的相关机理的理解,为有机晶体化学领域的发展做出了杰出的贡献。本文以此为契机简要介绍了两位2021年沃尔夫化学奖获得者及沃尔夫奖的历史与地位。     

链霉亲和素-异硫氰酸荧光素偶联核壳型Fe_3O_4/Au纳米晶的合成及性质

采用改进的Polyol合成法,以PEO-PPO-PEO为表面活性剂制备了链霉亲和素-异硫氰酸荧光素偶联的Fe3O4/Au纳米粒子;利用透射电镜和X射线衍射仪分析证实了Fe3O4/Au的核壳型纳米结构,确定了其粒径和分布;采用紫外-可见吸收光谱仪和荧光光谱仪测定了所制备的纳米粒子的光学活性和荧光特性,并采用振动样品磁强计(VSM)测量了其磁化率.结果表明,所制备的Fe3O4/Au纳米粒子具有光学活性和荧光特性,以及优异的磁性.     

稀土Dy3+掺杂Fe3O4的合成及电磁性质

通过溶胶-凝胶法，合成了稀土Dy^3＋掺杂的Fe3O4样品，研究了掺杂对电磁性质的影响。通过X射线衍射分析发现，由于离子半径的不匹配，Fe3O4中稀土离子的高浓度掺杂不能实现，仅有极少量的稀土离子取代了Fe3O4中的Fe^3＋。通过振动样品磁强计对磁性质进行了表征，掺杂引起样品饱和磁化强度发生变化，这可能是因为Dy^3＋取代引起的磁化强度增加和杂相引起的磁化强度降低共同作用的结果。四电极法研究隧道磁阻发现，磁阻与掺杂量的关系表现出降低-升高-降低的特殊变化规律。这主要是由于掺杂Fe3O4自旋极化率降低导致隧穿磁阻下降，同时，掺杂Fe3O4在隧穿颗粒体系中实现了第二相即绝缘相的同步合成，第二相的出现有利于隧穿磁阻的增加。     

Fe3O4/聚苯乙烯纳米复合材料的结构与性能

采用油酸(OA)表面改性的粒径均一的Fe3O4纳米粒子(OA-Fe3O4)与工业化聚苯乙烯(PS)通过溶液共混挥发干燥方法得到了具有超顺磁性的OA-Fe3O4/PS纳米复合材料.透射电子显微镜表征结果表明,在OA-Fe3O4质量分数为1%~10%时,OA-Fe3O4纳米粒子均匀分散在PS聚合物基体中.示差扫描量热分析表明,随着纳米粒子加入量的增加,纳米复合材料的玻璃化转变温度逐渐降低.热失重分析表明,OA-Fe3O4的存在显著提高了PS在空气条件下的热稳定性.流变分析表明,随着纳米粒子加入量的增加(0~10%),复合材料黏度逐渐降低.进一步研究了分子量双峰分布的PS与OA-Fe3O4纳米复合体系的流变行为,结果表明,当PS基体的平均分子量大于临界缠结分子量,且填充的纳米粒子的半径小于双峰分布PS的均方旋转半径时,加入纳米粒子仍然导致体系的复合黏度降低.     

Graphitized carbon and graphene modified Fe2O3/Li4Ti5O12 as anode material for lithium ion batteries

Graphitized carbon (GC) and graphene (GE) modified Fe₂O₃/Li₄Ti₅O₁₂ (LTO) composites have been synthesized via a solid‐state reaction, respectively. The structure, morphology and electrochemical performance of the materials have also been characterized with X‐ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM) with an energy dispersive spectroscopy (EDS) system, X‐ray photoelectron spectrometer (XPS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and electrochemical measurements. The discharge capacities of Fe₂O₃/LTO, GC/Fe₂O₃/LTO and GE/Fe₂O₃/LTO are 100.2 mAh g^?1, 207.5 mAh g^?1 and 238.9 mAh g^?1 after 100 cycles at the current density of 176 mA g^?1. The cyclic stability and rate capability are in the order of GE/Fe₂O₃/LTO > GC/Fe₂O₃/LTO > Fe₂O₃/LTO because of the synergistic effect between GC (GE) and Fe₂O₃/LTO. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

Sm（0.5）Sr（0.5）Co（0.4）M（0.6）O3（M=Co,Mn,Fe）作为IT-SOFCs阴极的结构与性能

通过X射线衍射(XRD)、热重、热膨胀、电导率以及交流阻抗等测试方法,研究了Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3(M=Co,Mn,Fe;分别简写为SSCC,SSCM,SSCF)作为中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)阴极的结构与性能.研究表明,同相法合成的Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3均为正交钙钛矿型结构,材料的结构参数和性能都与M元素半径及M-O的键能有关.晶胞参数随着Co、Mn、Fe的顺序增大.材料的氧空位浓度、热膨胀系数、电导率、电极催化活性随着Co、Fe、Mn的顺序降低.同时由于SSCM较低的氧空位浓度,使得电极反应受到氧在电极内的扩散过程控制,具有较差的电极催化性能,而SSCC和SSCF较高的氧空位浓度,电极反应同时受到电极表面氧还原反应和氧离子在电极中的扩散过程混合控制.由于SSCF具有较高的氧扩散系数,使得700 ℃以上SSCF电极表面氧还原电阻(ASR)也低于SSCC的,因而出现了SSCF的总电极催化活性高于SSCC的现象.     

Gd3Ga5O12∶Eu3+发光纳米晶的燃烧合成及性质

以尿素为燃烧剂,乙二醇为分散剂采用燃烧法制备了Gd3Ga5O12∶Eu3+纳米晶。利用X射线衍射、电镜和荧光光谱对前驱体和热处理后样品的结构、形貌和发光性能进行了表征。XRD结果表明:700℃热处理2 h即可获得立方结构Gd3Ga5O12∶Eu3+纳米晶。根据Scherrer公式估算经700℃和900℃热处理2 h获得的纳米晶的一次性粒径分别为28 nm和42 nm。发射光谱和激发光谱的结果表明:特征发射峰来自于5D0-7FJ跃迁,而来自于Eu3+的5D0→7F1的磁偶极跃迁发射最强;宽激发带主要来自于Eu-O电荷迁移带和Gd3Ga5O12基质吸收。发射强度和激发强度随热处理温度的提高而增强。     

GdP5O14:Sm3+,Pr3+晶体生长,光谱和离子间的能量传递

离子间能量传递;光催化剂;GdP5O14:Sm3+;Pr3+晶体生长;光谱和离子间的能量传递     

钙钛矿型层状化合物K2Sm2Ti3O10的合成及XRD表征

在K2CO3-镧系元素氧化物(Sm2O3)-TiO2三元体系中,用固相反应法合成了K2Sm2Ti3O10,利用X射线粉晶衍射仪对K2Sm2Ti3O10进行扫描测定,获得X射线衍射数据,并进行指标化.XRD分析结果表明,K2Sm2Ti3O10为四方晶系,空间群(S.G.)I4/mmm,晶胞参数:a=0.384 28 nm;c=2.971 8 nm;V=0.438 85 nm3;D0=5.165 6 g·mL-1;晶胞分子数Z=2.