纳米Ce1-x(Fe0.5La0.5)xO2-δ固溶体的水热合成及光谱分析

采用水热方法合成Ce1-x(Fe0.5 La0.5)xO2-δ固溶体.利用X射线衍射技术(X-ray diffraction technique,XRD)表征样品的相结构,并对固溶体的晶胞参数进行拟合,通过紫外可见漫反射光谱(UV-Vis diffraction spectrum)及拉曼光谱(Raman spectru...     

Ce_(0.8)Pr_(0.2-x)Nd_xO_(2-δ)(x=0.02,0.05,0.1)固溶体的合成与性质研究

采用溶胶-凝胶法制备了双稀土掺杂氧化铈Ce_(0.8)Pr_(0.2-x)Nd_xO_(2-δ)(x=0.02,0.05,0.1)固溶体。X射线衍射分析阐明,经800℃烧结的全部固溶体都形成了单相立方萤石结构,平均晶粒尺寸在20~25 nm之间。拉曼光谱结果阐明,固溶体Ce_(0.8)Pr_(0.2-x)Nd_xO_(2-δ)是具有氧空位的立方萤石结构,适量的掺杂Nd有利于Ce_(0.8)Pr_(0.2-x)Nd_xO_(2-δ)氧空位浓度的增加。阻抗谱结果阐明,稀土双掺杂的Ce_(0.8)Pr_(0.2-x)Nd_xO_(2-δ)比稀土单掺杂的Ce_(0.83)Sm_(0.17)O_(2-y)的电导率高,Ce_(0.8)Pr_(0.18)Nd_(0.02)O_(2-δ)的电导率最大,600℃时电导率为1.85×10~(-2)S/cm。     

KNb_(1-x)Ti_xO_(3-δ)固溶体的合成与表征

利用高温高压法首次合成了KNb1 -xTixO3-δ(x =0～ 0 .4)系列固溶体 ,并使用X射线衍射、TG DTA、Raman谱和交流阻抗谱等对样品的结构、热稳定性和导电性进行了表征。XRD结果表明 ,随掺杂量的增加 ,晶胞体积减小 ;Ti掺杂引起了固溶体结构的转变 ,x <0 .1 5的样品为正交钙钛矿结构 ,而x≥ 0 .1 5的样品几乎为纯四方相结构。Raman谱和DTA结果显示 ,Ti掺杂使四方相区宽化 ,并且随掺杂量的增加 ,相变温度逐渐下降。阻抗谱测量表明 ,所有样品均以离子导电为主 ,其中KNb0 .85Ti0 .1 5O2 .92 5的氧离子导电率最高 ,在 80 0℃时达到 5 .6× 1 0 - 3S·cm- 1 ,在测量温度范围内 ,电导率可以拟合成两条直线 ,低温活化能小于高温活化能     

氧离子导体La_(1.95)K_(0.05)Mo_(2-x)Mn_xO_(9-δ)的内耗研究

本文用低频内耗的方法研究了氧离子导体材料La1.95K0.05Mo2-xMnxO9中氧离子的微观扩散机制。当测量频率为0.5 Hz时,在130℃和520℃附近分别观察到一弛豫内耗峰,而在280℃~300℃范围内有一相变峰存在。讨论了各个内耗峰的机理。     

KNb1-xTixO3-δ固溶体的合成与表征

利用高温高压法首次合成了KNb1-xTixO3-δ(x=0～0.4)系列固溶体,并使用X射线衍射、TG-DTA、Raman谱和交流阻抗谱等对样品的结构、热稳定性和导电性进行了表征.XRD结果表明,随掺杂量的增加,晶胞体积减小;Ti掺杂引起了固溶体结构的转变,x<0.15的样品为正交钙钛矿结构,而x≥0.15的样品几乎为纯四方相结构.Raman谱和DTA结果显示,Ti掺杂使四方相区宽化,并且随掺杂量的增加,相变温度逐渐下降.阻抗谱测量表明,所有样品均以离子导电为主,其中KNb0.85Ti0.15O2.925的氧离子导电率最高,在800℃时达到5.6×10-3 S*cm-1,在测量温度范围内,电导率可以拟合成两条直线,低温活化能小于高温活化能.     

La_(0.5)M_(0.5)MnO_3(M=Sr,Ba)的水热合成与表征

我们用水热法合成了钙钛矿锰氧化物La0.5M0.5MnO3(M=Sr,Ba)系列样品,研究了制备条件对结构、形貌和磁性的影响.     

La_2Cu_(1-x)V_xO_(4+δ)(0≤x≤0.08)的晶体结构及电输运性质

本文研究了La2Cu1-xVxOv+δ(0≤x≤0.08)的结构及电输运性质.用Rietveld方法对所有样品的X射线衍射谱进行了拟合.结果表明,全部样品都具有正交对称性,晶胞参数随掺杂量的增加几乎没有变化.随着V掺杂量增加到0.08,而La2Cu1-xVxO4+δ中过量氧的平均值从0.006增加到0.007.没有掺杂的样品由于氧过量而存在相分离状态,体系中存在超导相与绝缘相的竞争相互作用.随着V掺杂量增加,超导相受到破坏,我们认为,V掺杂对超导电性抑制的原因可能是载流子浓度的减少和载流子的局域化所致.     

Eu~(3+)掺杂浓度及基质氧空位对Ca~(2-x)Eu_xSnO_4发光性能的影响

采用高温固相法制备Ca_(2-x)SnO_4:xEu~(3+)(x=0,0.001,0.005,0.01,0.015,0.02)发光材料,分别在空气和真空氛围中进行烧结,研究Eu3+掺杂浓度及基质中氧空位对样品发光性能的影响。随着Eu~(3+)离子浓度的增加,发射强度呈逐渐增大的趋势,主发射峰由两个分别位于614 nm和618 nm的峰逐步合为一个位于616nm的发射峰。在Ca_(2-x)SnO_4∶xEu~(3+)样品的激发光谱中,存在着200~295 nm的Eu~(3+)-O~(2-)电荷迁移带,随着Eu~(3+)离子浓度的增加,电荷迁移带的峰位由271 nm红移到286 nm。此外,在Eu~(3+)离子掺杂浓度相同的情况下,真空中烧结得到样品的发光强度是空气中烧结得到样品的2倍。这是由于在真空氛围中烧结产生的氧空位增加使得传导电子密度升高,导致发光强度增加。而且,氧空位的增加导致电子陷阱的增多,这使得Ca_(2-x)SnO_4∶xEu~(3+)样品的余辉性能得到了很大程度的提高。     

溶胶凝胶法制备Ce_xPd_(1-x)O_(2-δ)纳米晶的结构表征及紫外拉曼光谱研究

通过溶胶凝胶法合成了Ce_xPd_(1-x)O_(2-δ)(x=1,0.7,0.5,0.3)系列纳米晶,X射线衍射(XRD)结果显示所得晶体为立方相。X射线光电子能谱(XPS)测试结果显示Pd的价态有Pd~(4+),Pd~(2+)及Pd0,其中Pd4+的出现说明形成了固溶体结构。结合高分辨透射电镜(HRTEM)、XRD和Raman光谱数据,发现掺杂物的物相中含有PdO。HRTEM谱图显示CeO_2表面分布有Pd单质,说明形成固溶体后高温导致晶格中的Pd析出。对系列化合物分别进行可见光拉曼谱(λ_(ex)=532nm)和紫外光拉曼谱(λ_(ex)=325nm)测试,并采用归一化法对比PdO的峰面积及CeO_2的峰面积,发现紫外光谱下CeO_2的F2g峰得到增强,同时还在593cm-1,1170cm-1,1750cm-1处出现三个峰,分别归为CeO_2本征纵向光学吸收LO(longitudinal optic),2LO和3LO,该现象由于共振拉曼效应导致的。结合紫外拉曼光谱,对不同比例Pd掺杂的CeO_2纳米晶中的氧缺位进行了量化研究。结果表明,随着Pd掺杂量的提高,氧缺位浓度逐渐增加,这与XPS测试结果的趋势基本一致。     

固溶体Fe_(2-x)Yb_xMo_3O_(12)的相变、吸水性及热膨胀性能

采用固相烧结法,以Yb2O3、MoO3、Fe3O4为原料制备了Fe2-x Ybx Mo3O12(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1,1.2,1.4,1.6,1.8,2)系列固溶体,并通过X射线衍射图样、Raman光谱、热分析以及膨胀系数测试对其结构、相变、吸水性及热膨胀性能进行了研究。结果表明Fe2-x Ybx Mo3O12当x≤0.4时是单斜相,当x≥0.6时是正交相,随着x值的增加Fe2-x Ybx Mo3O12材料的相变温度逐渐降低。Fe2-x Ybx Mo3O12含有的水分子可以分为两类,一类吸附在晶体表面对晶格振动没有影响,第二类进入晶体内部对晶格振动产生较大影响,导致负膨胀性质的消失,只有完全失去水分子后才表现负热膨胀性能。     

纳米Ce1-4x（FeAlCoLa）xO2-δ固溶体微观光谱特征及氧化还原性能研究

采用水热法合成Fe³⁺、 Al³⁺、 Co²⁺及La³⁺共掺杂纳米Ce_1-4x（FeAlCoLa）_xO_2-δ（x=0.00～0.05）固溶体,利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外吸收光谱（UV）、荧光光谱（PL）、拉曼光谱（Raman）以及与H₂的程序升温还原反应（TPR）等方法对固溶体的微观结构、形貌、光谱特征和氧化还原活性进行系统表征及分析。XRD结果表明,Ce_1-4x（FeAlCoLa）_xO_2-δ固溶体均呈CeO₂立方萤石结构,当掺杂量增加到x=0.04时,在36.6°处出现了微弱的Co₃O₄杂相,可以确定掺杂离子在CeO₂晶格中的固溶度x<0.04。样品的（111）衍射峰位向高角度偏移,表明掺杂离子引起晶格发生畸变。TEM及SEM结果显示样品为球形纳米颗粒,掺杂离子引起晶面间距变小。紫外吸收光谱表明,与纯CeO₂相比,掺杂样品的吸收边逐渐红移,在560～780 nm范围观察到掺杂离子的紫外吸收峰。掺杂引起样品能隙降低,从2.84 eV（纯CeO₂）逐渐降低至2.10 eV（x=0.05）。其原因可归结为掺杂离子在CeO₂的价带和导带之间形成新的杂质能级,允许电子从价带跃迁到较低的杂质能级上,继而降低了跃迁能隙。由于掺杂离子引起晶格内部发生畸变以及氧空位比例增大,阻碍了电子的高能跃迁,也可引起能隙减小。荧光光谱证明,掺杂样品的发射峰强度明显降低。Raman光谱表明,掺杂引起F_2g峰位发生偏移,峰强减小,峰宽变大。同时,对应于氧空位峰的相对强度逐渐提高。荧光光谱及Raman光谱均证明掺杂离子引起固溶体晶格畸变程度增加,氧空位浓度提高。H₂-TPR测试表明,掺杂可以有效降低CeO₂的氧化还原反应温度,提高氧化还原活性,当x=0.03的样品表面还原温度最低,还原峰的面积最大,即氧化还原反应活性最佳,表明样品的氧化还原性能与晶粒尺寸、晶格缺陷及氧空位浓度密切相关。通过以上研究证明,四种离子共掺杂CeO₂能够有效修饰微观晶体结构,在较低掺杂浓度下即可显著改善样品的催化活性。     

KNb_(1-x)Mg_xO_(3-δ)的高温高压合成及输运性质研究

采用高温高压法制备了KNb1-xMgxO3 -δ(x =0 .0～ 0 .3)氧离子导电材料 ,使用XRD、TG-DTA及交流复阻抗谱对样品的结构和离子导电性进行了表征。实验结果表明 ,高压降低了合成温度 ,合成的KNb1-xMgxO3 -δ系列固溶体与其母体KNbO3 一样都为正交钙钛矿结构 ,晶胞参数随掺杂量的增加而略微增大。固溶体KNb1-xMgxO3 -δ具有离子导电特征 ,通过拟合阻抗谱数据获得了该材料晶粒电导、晶界电导和体电导率与温度的关系。样品的晶界电阻较高 ,晶界效应十分明显 ,离子跳跃传导可能在其输运机制中占据主导地位。在x =0 .1附近 ,电导率达到最大值 ,70 0℃时为 1.2× 10 - 3 S·cm- 1。     

CeO_2和Y_2Ba_1Cu_1O_(5-δ)共同掺杂对Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)的超导电性及其晶格结构的影响

采用固相反应法成功制备出一批Y123与Y211的摩尔比为1∶0.47的混合物,并在此混合物的基础上掺入CeO2,掺入的比例x分别为0.5wt%、1.0wt%、2.0wt%、3.0wt%、4.0wt%。采用了X-射线衍射仪对样品的晶格结构进行了分析,测量结果表明:x=1.0wt%时掺杂效果最好,同时也充分说明Y123的晶格结构与其超导电性之间存在着一种内在的必然关联。并通过对其测试临界转变温度以及转变宽度,测量结果也充分验证了上述结论。     

Mn位Al掺杂的六角结构YMn_(1-x)Al_(x)O_(3)(0≤x≤0.1)单晶的磁性及受挫调制

用光学浮区法生长了Mn位Al掺杂的六角结构YMn_(1-x)Al_(x)O_(3)系列单晶样品,对该样品的掺杂效应及磁受挫性质进行了研究.结果发现,在YMnO_(3)的Mn^(3+)位掺入不同浓度的非磁性Al^(3+)离子对样品的磁化特性有很大的影响.随着掺杂浓度的增加,居里-外斯温度明显降低,磁性受挫因子f减小,反铁磁转变温度向低温方向移动.由于Al^(3+)离子半径比Mn^(3+)小,掺杂使得系统的晶格常数变小,Mn-Mn键长变短,最终导致交换积分减小.另外,由于非磁性的Al^(3+)离子部分替代Mn^(3+)离子直接破坏了Mn^(3+)离子间的交换路径,结果使得体系的几何受挫被抑制,反铁磁转变温度降低,Mn^(3+)-Mn^(3+)之间的AFM相互作用被大大削弱.     

新块材超导体Pr_(1-x)Ca_xBa_2Cu_3O_(7-δ)(0.4≤x≤0.6)的高压合成与超导电性

采用高温高压合成方法，合成出了Ｐｒ１－ｘＣａｘＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ（０４≤ｘ≤０６）系列块材超导体，在缺氧的Ｐｒ０．５Ｃａ０．５Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ四方１２３结构样品中得到了Ｔｃ为９８Ｋ．实验结果表明Ｐｒ在１２３结构中的价态为大于３＋的混合价态，因而空穴填充和杂化导致的载流子局域化是Ｐｒ抑制１２３相超导电性的关键因素．     

(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xSrTiO3陶瓷的弛豫铁电性能

通过对(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xSrTiO3(0≤x≤0.15)陶瓷的相组成、晶体结构和介电性能的研究发现,该陶瓷为单一的钙钛矿结构相.当x含量较小(x＜0.1)时为正交相结构,x≥0.1时转变为四方相结构.随着SrTiO3掺杂量的增加,样品的致密度增加,样品由正常铁电相逐渐向弥散铁电相转变,且相变温度明显下降,其相变峰的半高宽D和临界指数γ,随 x 的增加而增加.样品损耗ε″r(复介电常数虚部)随温度T的变化表明低温时弛豫极化损耗起主要作用,高温时漏导损耗起主要作用.同时介电常数实部ε′r随频率的变化显示(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xSrTiO3弛豫为德拜弛豫.     

Ti_(1-x)Fe_xO_2纳米粉末的制备及性质研究

采用溶胶-凝胶法制备Ti1-xFexO2胶体,然后放入高压反应釜中进行热处理,得到了一组Ti1-xFexO2纳米粉末样品。利用X射线衍射仪(XRD)和拉曼光谱(Raman)对样品的结构进行表征。利用振动样品磁强计(VSM)对样品的磁性进行研究。利用紫外-可见光谱(UV-Vis)以罗丹明B溶液为目标降解物,考察了样品的光催化性能。研究发现,不同掺杂浓度的Ti1-xFexO2样品均为锐钛矿结构。Fe掺杂的样品表现出室温铁磁性,并且铁磁性来源于半导体本征磁性而不是来源于第二相。当掺杂浓度从0.0%增加到0.2%时,光催化活性增强。当掺杂浓度从0.2%增加到0.8%时,光催化活性下降。掺杂浓度为0.2%时光催化活性最好。     

Ca掺杂对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_3O_(7-δ)(0.05≤x≤0.20)薄膜超导电性的影响

本文利用脉冲激光沉积法在(LaAlO3)0.3(Sr2AlTaO6)0.7(LSAT)的(001)面上外延生长了系列Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ(0.05≤x≤0.20)超导薄膜.充分退火后的样品均为富氧材料,其X射线衍射(XRD)数据显示样品具有良好(001)取向,随着掺杂量x的增大,样品有由正交相变为四方相的趋势.低场下M～T测量数据显示超导态时样品具有抗磁性,随着Ca含量的增加超导转变温度(Tc)降低,当x=0.2时,仅有46K.当外加磁场达到10kOe时,磁化发生反转出现正值,表现为顺磁迈斯纳效应.     

Na_3Zr_(2-x)Yb_xSi_(2-x)P_(1 x)O_(12)(x=0.2-1.2)的系统的复平面阻抗和导纳谱

以前的研究结果表明,用 Yb3 取代NaZr2P3O12中的 Zr4 和用Si4 取代其中的P5 相类似[1,2],也能提高电导率,但有一定的极限[3].进一步的研究表明,用 Yb3 和Si4 混合取代NaZr2P3O12中的Zr4 和P5 时,可以进一步提高电导率,即在Na3Zr2Si2PO12-Na3Yb2P3O12系统中,存在着电导率很高的钠离子导体.本文报道对此系统复平面阻抗谱的研究结果. 实 验 部 分 采用纯度大于99%的原料,用固相反应法制备粉料,经过等静压成型,同时在1250-1300℃下经六小时烧结而制成的各种多晶样品,蒸镀金膜电极后,用PX-1C数字相位计(0.2-10kHz)和用CD6电桥(0.3kH…     

钙钛矿型氧载体SrCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)制氧性能的实验研究

钙钛矿型金属氧化物是优良的制备供富氧燃烧所需的O_2/CO_2的氧载体,本文采用柠檬酸法制备系列SrCo_(1-x)Fe_xO_(3-δ)(x=0.2,0.4,0.6,0.8)钙钛矿型氧化物,并采用X射线衍射分析来表征SrCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)(SCF182)反应前后的物相变化和晶体结构.同时在固定床上选择不同的运行条件对SCF182的释氧性能进行研究,包括吸附温度、吸附时间、脱附温度和循环特性.结果表明,SCF182的最佳吸附温度和脱附温度均为850℃,最佳吸附时间为1 h,循环性能良好,是可以为富氧燃烧提供稳定的O_2/CO_2循环气体的良好材料。